WO2016060470A1 - 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법 - Google Patents

신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a lower body and spinal joint movement apparatus for restoring the balance of the body and a control method thereof, and more particularly, to restore and relax the user's joints to a normal position while protecting the ligaments that hold the user's joints stably.
  • the present invention relates to a lower body and spinal joint exercising apparatus and a method of controlling the same, which restores the balance of the body to help the user's body find a balance.
  • Prior art related to the present invention has a Republic of Korea Patent No. 10-1061301, the prior art for the physical therapy device to more effectively treat the pathological condition that occurs in the treatment site (lumbar, cervical spine) of the waist or neck of the human body Techniques for traction devices or disc decompression therapy devices are disclosed.
  • Mechanoreceptors are organs distributed in the joint to receive mechanical stimuli, which are organs that generate sensory signals for various physical stimuli applied to the body.
  • the problem with machine receptors is that you are not receiving the correct bio signals from your muscles or joints, and the joints must be properly positioned to receive these signals normally.
  • the neuronal stimulation to the brain is not accepted by the receptor normally, so that the normal signal neurotransmission ability decreases, various musculoskeletal problems occur.
  • physiotherapy traction apparatus uses traction or decopression to produce lumbar spine, cervical disc, disc stenosis, chronic low back pain, sciatic nerve, lumbar spine that occurs in the lumbar or cervical spine (back, neck) of the human body.
  • various types of physiotherapy traction devices have been provided to treat and correct pathological conditions such as cervical displacement neuropathy.
  • the conventional physiotherapy traction apparatus has a problem that the desired treatment purpose is not achieved because the systemic correction of the patient is not made smoothly substantially only by the purpose of structurally pulling the body.
  • the conventional traction exercise device is to pull the user's body to relax the joint, in this case is applied to the user's body to increase the ligament, thereby increasing the pain.
  • a bed including a body supporter for supporting the user's torso and a leg supporter for supporting the user's leg; Bonding unit for fixing the user to the bed; And an actuator for generating power to stretch the bed, wherein the leg supporter includes: an extension part configured to support a user's leg and to stretch in the longitudinal direction; And a curved portion that forms a curvature to convert longitudinal movement into rotational movement of the elongate portion.
  • the lower body and spinal joint control device control method for restoring the balance of the body including a torso supporter for supporting the user's torso and a leg supporter for supporting the user's legs and bendable in the knee position
  • a method of controlling the lower body and spinal joint movement device for restoring a balance of a body including a bed and a binding unit for fixing the user to the bed and an actuator for generating power to stretch the bed, wherein the user connects the user to the bed.
  • the lower body and spinal joint control device control method for restoring the balance of the body including a torso supporter for supporting the user's torso and a leg supporter for supporting the user's legs and bendable in the knee position
  • a method of controlling the lower body and spinal joint movement device for restoring a balance of a body including a bed and a binding unit for fixing the user to the bed and an actuator for generating power to stretch the bed, wherein the user connects the user to the bed.
  • a fixing step of fixing A raising step of lifting the leg supporter so that the user's leg is lifted in front of the user and a bending step of bending the leg supporter to bend the user's knees;
  • the user can perform the joint movement safely and conveniently.
  • the elderly can be used easily and safely because they can perform joint movement.
  • the compression and tensile force of the joint is repeated to provide nutrients (Joint imbibition) inside the joint.
  • FIG. 1 shows ligaments arranged in the skeletal structure and joints of the human body.
  • Figure 2 is a perspective view of the lower body and spinal joint exercising apparatus and control method for restoring the balance of the body according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a block diagram according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view of the leg supporter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating a pivot movement of the leg supporter according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 represents the rotation of the buttock supporter and the leg supporter according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is a flow chart representing a lower body and spinal joint exercising apparatus and a control method for restoring the balance of the body according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a side view showing the driving in the pressing step and the pulling step according to FIG.
  • Figure 9 is a flow chart representing a lower body and spinal joint exercising apparatus and a control method for restoring the balance of the body according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a side view showing driving in the pressing step and the pulling step according to FIG. 9;
  • FIG. 10 is a side view showing driving in the pressing step and the pulling step according to FIG. 9;
  • FIG. 11 illustrates operations to be performed during handwriting treatment in order to obtain the same effects as those obtained by the driving of FIG. 10.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a lower body and spinal joint exercising apparatus and a control method for restoring the balance of the body according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a side view showing driving in the pressing step and the pulling step according to FIG. 12;
  • FIG. 14 illustrates an operation to be performed during handwriting treatment in order to obtain the same effect as that obtained by the driving of FIG. 13.
  • 15 is a flowchart illustrating a lower body and spinal joint exercising apparatus and a control method for restoring the balance of the body according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a plan view showing driving in the pressing step and the pulling step shown in FIG. 15;
  • Figure 1 (a) shows the skeleton of the human body.
  • Figure 1 (b) shows the spine and vertebral ligaments.
  • Figure 1 (c) shows the hip and hip ligaments.
  • Figure 1 (d) shows the knee and knee ligaments.
  • Figure 2 is a perspective view of the lower body and spinal joint exercising apparatus to restore the balance of the body according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a block diagram according to an embodiment of the present invention.
  • the lower body and spinal joint exercising apparatus for restoring the balance of the body according to an embodiment of the present invention, the bed (10) for supporting the user; Bonding unit 70 for fixing the user to the bed (10); And an actuator 80 generating power to stretch the bed 10 and repeatedly applying tensile and compression forces to the user fixed by the binding unit 70 by repeatedly changing the direction of the power. It may be formed long so that the user can press.
  • the binding unit 70 is fixed to the bed 10 to fix and close the user to the bed 10.
  • the actuator 80 may be a motor that converts electrical energy into rotational energy.
  • the actuator 80 may transmit power to the gear, and the gear may be provided in plural to stretch the bad bed 10. Since the user is fixed to the bed 10, the muscle of the user is relaxed and towed when the bed 10 is extended. In addition, when the bed 10 is reduced, the user's muscles are compressed. Such compression and traction occur repeatedly through the actuator 80.
  • the elongation of the bed 10 functions as a stretching. In other words, by relaxing the muscles and joints of the user, to solve the stiffness and to increase the flexibility.
  • the warm-up exercise should be performed first, before and after the exercise slowly and smoothly, and should be pulled to the tension point within the range that does not cause muscle pain.
  • This warm-up exercise creates a state of mind and body that will increase the effectiveness of the traction.
  • the normal angle of motion of the hip joint is limited to 80 degrees in the state of knee extension and 120 degrees in the state of knee joint flexion, palpation, sciatic femoral condyle, and inferior knee joint. Will receive.
  • the angle of 20 degrees is normal, and the shortening of the intestinal lumbar muscle, iliac femoral ligament, and pubic femoral ligament limits the normal movement angle.
  • the flexion is 0 degrees with the knee flexed, which is limited by the femoral rectus muscle.
  • the movement of the hip joint at a 40-degree angle is normal, and the normal movement is limited due to the shortening of the adductor muscle, the tendon muscle, the pubic femoral ligament, and the lower joint capsule.
  • the 25 degree angle is normal and normal movement is limited due to adhesion or shortening of the gluteus maximus, femoral fascia root and long neck ligament, and sciatic femoral ligament.
  • the normal movement of the internal rotation of the hip is 35 degrees, and the normal movement is limited by the shortening of the external rotator cuff (ideal, internal and external obstructed muscle, upper and lower bilateral muscles) and sciatic femoral ligament.
  • the normal movement of the hip rotation is 45 ° and the normal movement is limited by the reduction of the internal rotator cuff (gluteus maximus, gluteus maximus, femoral fascia muscle), iliac femoral ligament, and long ligament ligament. Therefore, the limited movement of the pelvis and hip joints, which are the central axes of our bodies, reduces flexibility due to shortening of soft tissues, such as the surrounding muscles and ligaments, and the reduction of the flexibility of joints of other parts (especially spinal joints). ) And a compensatory posture pattern is formed, and this compensation pattern does not produce normal movement in each organ, thereby providing various causes of musculoskeletal disorders.
  • the muscles that maintain posture among the surrounding muscles of the hip are generally shortened muscles that tend to shorten.
  • the dual joint muscles are postural and shortening muscles.
  • Muscles such as flexion of the hip joint, intestinal psoas muscle, thigh rectus muscle, abdominal muscle muscle, extensor muscle tendon, abduction femoral fascia muscle and long ligament ligament tend to be shortened. Therefore, when the compressive and tensile forces of the lower body and the vertebral joint are repeated, the position of the receptor of the vertebral joint stimulated by the joint angle of the hip joint is changed, so this should be considered during joint motion.
  • Compression stimulates mechanical receptors, a type of intrinsic receptors distributed in the joints of the human body to the user's joints, which induces afferent neurotransmitter feedback signals to the brain to help the body recover its own balance.
  • the compression corresponds to the warming-up of the traction, and may also serve to awaken the user's attention and correct the posture. Therefore, when the traction is taken immediately, the external muscles acting on the muscle spndle, the golgi tendon organ, the muscles, the tendons, the ligaments, etc. hold the bones and bones of the joints. Injuries such as sprains of ligaments and muscle detachment can occur, but such injuries can be prevented if compression is performed in advance.
  • Indirect method is the most important treatment concept used in osteopathy. Compression is the method of guiding the distorted or compressed part of the joint in a more distorted or compressed direction.
  • the direct method is the opposite direction of the distorted joint. It is a technique that corresponds to traction.
  • the indirect method and the direct method can be performed in parallel.
  • the controller 90 to be described below controls the actuator 80 to form a repeating pattern of the indirect method and the direct method.
  • the direct method such as traction
  • decompression immediately during the treatment will cause a resistance reaction in the body will inevitably decrease treatment efficiency.
  • the stimulus response of the Proprio-receptor which detects the movement and position of our body, is active, and the brain is activated by smoothly delivering afferent signals to the brain.
  • the brain sends centrifugal signals to correct the normal human body's feedback signaling system, inducing overall body balance. Therefore, if the repetitive exercise is performed by sending an indirect signal through compression and a direct signal through traction, the position of the joint and the fascia are corrected.
  • Lower body and spinal joint exercise device and a control method for restoring the balance of the body according to an embodiment of the present invention is a softer, non-invasive, compared to the conventional exercise device in parallel with the indirect method for a safe and effective treatment .
  • the lower body and spinal joint exercise apparatus for restoring the balance of the body according to an embodiment of the present invention can perform the compression of the ligament so that the brain can recognize the joint position. In other words, the joint is ready to be restored to the correct position, and then, when the ligament is pulled, the joint is naturally restored to the correct position.
  • Figure 4 is a perspective view of the leg supporter according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a perspective view illustrating a pivot movement of the leg supporter according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 6 represents the rotation of the buttock supporter and the leg supporter according to an embodiment of the present invention.
  • the lower body and spinal joint exercising apparatus for restoring the balance of the body according to an embodiment of the present invention
  • the lower fixing portion 73 for fixing the lower body of the user
  • An upper fixing part 71 for fixing the upper body of the user
  • the lower fixing part 73 and the upper fixing part 71 are fixed, and the interval between the lower fixing part 73 and the upper fixing part 71 is flexible to repeat the increase and decrease, and the user can press it.
  • the bed 10 is included.
  • the upper fixing part 71 is disposed above the hip joint of the user, and the lower fixing part 73 is disposed below the hip joint of the user.
  • the upper fixing part 71 is disposed on the user's armpit to fix the user's chest.
  • the binding part 70 is a member which fixes a user, such as a strap.
  • the binding part 70 includes a lower fixing part 73 which is coupled to the pivot part 35 and fixes the lower body of the user to the pivot part 35.
  • the lower fixation 73 is a shin that fixes the shin of the user, and includes an ankle fixation 73a that fixes the ankle of the user 73b.
  • the binding unit 70 includes an upper fixing part 71 coupled to the body supporter 20 to fix the upper body of the user to the body supporter 20.
  • the upper fixing part 71 surrounds the user's waist or the user's armpit to fix the user.
  • the binding unit 70 fixes the user and the user receives the compressive force and the tensile force together with the bed 10. Therefore, the binding unit 70 may be formed in plural.
  • the body supporter 20 for supporting the user's torso; And a leg supporter 30 that supports the user's legs and whose angle is adjusted.
  • the torso is the part above a person's waist that includes the head.
  • a leg is the lower part of a person's hip joint.
  • Torso supporter 20 supports the upper body and head over the waist.
  • Leg supporter 30 may support the thighs and calves and extend to the ankle.
  • the bed 10 includes a buttock supporter 40 disposed between the body supporter 20 and the leg supporter 30 to support the buttocks of the user; And a main supporter 50 disposed below the buttocks supporter 40 to support the load of the user.
  • the buttock supporter 40 is formed on the lower side in the longitudinal direction of the body supporter 20. That is, the trunk supporter 20 supports the upper body of the waist or more, and the buttocks supporter 40 supports the buttocks of the waist or less.
  • the main supporter 50 may be disposed below the buttocks supporter 40 to support the load of the torso supporter 20, the leg supporter 30, and the buttocks supporter 40.
  • the trunk supporter 20, the leg supporter 30, and the buttock supporter 40 may be connected to each other, and a main supporter 50 may be disposed at a lower end of the connection point.
  • the leg supporter 30 includes an extension part 31 which supports the user's leg and expands and contracts in the longitudinal direction; And a curved portion 33 which forms a curvature and converts the longitudinal movement into the rotational movement of the extension portion 31.
  • the curved portion 33 is formed to be inserted between the buttock supporter 40 and the leg supporter 30.
  • the user's calf and includes a pivoting portion 35 pivotable, the extension 31 is connected to the rotating part And supports the thighs of the user.
  • One end of the extension part 31 is connected to the pivot part 35, and the other end of the extension part 31 is connected to the curved part 33.
  • the curved portion 33 and the extension portion 31 may be integrally formed. Since the curved portion 33 forms a virtual rotating shaft, the rotating shaft of the curved portion 33 does not interfere with the user.
  • the curved portion 33 may form a rack 33a on the inner circumferential surface or the outer circumferential surface.
  • a pinion (not shown) powered by the actuator 80 may be disposed below the buttock supporter 40, and a rotational motion of the pinion may be transmitted to the rack 33a and transmitted to the leg supporter 30. .
  • the main supporter 50 is connected to the leg supporter 30 or the buttocks supporter 40 to enable the leg supporter 30 to pivot in the left and right directions of the user.
  • a gear is formed below the curved portion 33 of the leg supporter 30 to receive the rotational force.
  • the leg supporter 30 and the buttocks supporter 40 may rotate integrally. That is, the leg supporter 30 and the buttocks supporter 40 may rotate together in the left and right directions of the user.
  • the leg supporter 30 is divided to support both legs of the user, and the angles of the divided leg supporters 30 can be set differently.
  • the leg supporter 30 may be divided to maintain different angles.
  • the leg supporter 30 may be formed to be inclined so as to be inclined with the body supporter 20, one of which forms a straight line with the body supporter 20.
  • the curved portion 33 is formed at each end of the leg supporter 30.
  • Lower body and spinal joint exercising apparatus for restoring the balance of the body according to an embodiment of the present invention, connected to the end of the leg supporter 30 includes a pressing unit 60 facing the sole of the user.
  • the pressing unit 60 moves together with the leg supporter 30 when the leg supporter 30 is stretched.
  • the compression unit 60 presses the sole of the user to press the user. Traction may be effected by engagement 70 and compression may be effected by compression 60.
  • FIG. 7 is a flow chart illustrating a control method of the lower body and spinal joint exercise apparatus for restoring the balance of the body according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a side view showing the driving in the pressing step and the pulling step according to FIG.
  • the control method of the lower body and spinal joint exercising apparatus to restore the balance of the body according to an embodiment of the present invention, the fixing step (S100) for fixing the user to the bed (10); A compression step (S200) of applying a compressive force to a user lying down on the bed 10 by reducing the length of the bed 10; And a traction step S300 of applying a tensile force to the user lying on the bed 10 by extending the length of the bed 10 after the pressing step S200.
  • the controller 90 may control the length and rotation of the bed 10 by driving the actuator 80.
  • Actuator 80 is provided with a plurality of which one can adjust the vertical pivot movement of the lower body support, the other can adjust the left and right pivot movement of the lower body support. In addition, another one may adjust the length of the lower body support.
  • the number of actuators 80 may vary depending on the embodiment.
  • the lower binding unit 70 may fix the user's ankle and / or shin.
  • the lower fixing part 73 may include an ankle fixing part 73a for fixing the ankle and a right angle fixing part for fixing the shin.
  • the upper fixing part 71 may be disposed on the waist and / or armpit of the user to fix the user's chest.
  • control unit 90 When the user is fixed, the control unit 90 first performs the pressing step (S200). Compression step (S200) is driven to shorten the length of the bed 10, the user receives a compressive force. That pressures the user.
  • the brain When the user's body is pressed, the brain recognizes the pressure of the body through the receptors present in the body. The brain commands the muscles to be stretched to restore the stressed body.
  • the controller 90 controls the actuator 80 to generate the traction after the compression in consideration of the mechanism of the human body as described above. That is, the actuator 80 is driven to predict the state in which the kidney command of the brain is generated, so that the bed 10 is extended.
  • a traction step (S300) Such a step in which the elongation of the bed 10 occurs is called a traction step (S300).
  • the location-specific intrinsic receptor continues to be stimulated, allowing the body to balance itself. That is, the joint is moved to the normal position so that the spacing and position of the joint are balanced.
  • the actuator 80 alternately applies a compressive force and a tensile force to the hip joint of the user. Since the actuator 80 expands and contracts the bed 10, the user fixed to the bed 10 alternately and repeatedly receives a tension force and a compression force. That is, the actuator 80 changes the direction of the generated power so that compression and traction are repeated. For example, when the actuator 80 is a motor, the rotation direction of the actuator 80 is alternately changed.
  • FIG. 9 is a flow chart illustrating a control method of the lower body and spinal joint exercising apparatus for restoring the balance of the body according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a side view showing driving in the pressing step and the pulling step according to FIG. 9;
  • FIG. FIG. 11 illustrates operations to be performed during handwriting treatment in order to obtain the same effects as those obtained by the driving of FIG. 10.
  • the control method of the lower body and spinal joint exercise device for restoring the balance of the body according to an embodiment of the present invention performed before the pressing step (S200) after the fixing step (S100), the user Raising step of bending the bed 10 so that the legs of the user to the front of the lifting (raising).
  • the lasing step S110 is performed after the fixing step S100.
  • the laminating step S110 is a step of lifting a user's leg. Through the laminating step S110, the burden on the upper body of the user may be reduced and pressure and traction efficiency for the hip joint may be increased.
  • the leg supporter 30 may be adjusted in angle, and the leg supporter 30 may move in up and down or left and right directions to adjust the angle. That is, the trunk supporter 20 and the leg supporter may not be disposed in a straight line. Due to the angle adjustment of the leg supporter 30, the burden on the torso due to the binding portion 70 when the leg portion is pressed and towed is reduced. That is, since the compression and traction direction during the expansion and contraction of the leg supporter 30 includes the component of the direction of gravity, the pressure received by the user is divided with the body supporter 20, thereby enabling a more comfortable exercise.
  • control operation as described above performs the same function as the procedure of the professional hand therapist as shown in FIG. 11, even if the user does not have the help of a professional hand therapist through the control operation as in the embodiment of the present invention, the user restores the balance of the body. can do.
  • FIG. 12 is a flowchart illustrating a control method of the lower body and spinal joint exercising apparatus for restoring the balance of the body according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a side view showing driving in the pressing step and the pulling step according to FIG. 12;
  • FIG. FIG. 14 illustrates an operation to be performed during handwriting treatment in order to obtain the same effect as that obtained by the driving of FIG. 13.
  • the control method of the lower body and spinal joint exercise device to restore the balance of the body according to an embodiment of the present invention is performed before the pressing step (S200) after the fixing step (S100), It includes a bending step (S130) of bending the bed 10 to bend the knee.
  • the bending step S130 may be performed through the pivoting movement of the pivot unit 35.
  • the pivot part 35 is connected with the extension part 31.
  • the pivot 35 may also be increased or decreased in the longitudinal direction according to the embodiment.
  • the hip joint may be concentrated.
  • control operation as described above performs the same function as the procedure of a professional hand therapist as shown in Figure 14, even if the user does not have the help of a professional hand therapist through the control operation as in the embodiment of the present invention to restore the balance of the body can do.
  • FIG. 15 is a flowchart illustrating a control method of the lower body and spinal joint exercising apparatus for restoring the balance of the body according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 16 is a plan view showing driving in the pressing step and the pulling step shown in FIG. 15; FIG.
  • the control method of the lower body and spinal joint exercise device to restore the balance of the body according to an embodiment of the present invention performed after the fixing step (S100), the user's lower body and the user's upper body
  • the twisting step S150 is performed after the fixing step S100.
  • the buttock supporter 40 and the leg supporter 30 rotate left or right during the twisting step S150. Twisting step (S150) has a stretching effect by towing the user's upper body and the user's side.
  • the lasing step S110 and the twisting step S150 may be performed before or after the pressing step S200 and the towing step S300, and the number of executions may be plural. The number of executions may vary according to a user's setting and a predetermined program.
  • the control method of the lower body and spinal joint exercise device to restore the balance of the body maintains the bending step (S130) and performs the compression step (S200) and traction step (S300).
  • Control method of the lower body and spinal joint exercise apparatus for restoring the balance of the body performs the compression step (S200) and the traction step (S300) for the joint.
  • the knee joint can be divided into an open knee and an open knee.
  • the closed state is a state in which the ligaments and joints are pulled tight to provide stability to the joints but additional movement is minimized.
  • An open state is a state in which ligaments and joints are loosened, allowing for additional movement. Therefore, according to the present invention, since the compression step and the traction step are performed in the joint open liquor position (Joint Open pack position), it effectively stimulates the mechanical receptor (Mechano-receptor) of the joint.
  • Mechanism mechanical receptor
  • musculoskeletal pain such as back pain, pelvic pain, sciatica, abnormal muscle syndrome, knee arthritis, neck pain, chest pain, scoliosis, scoliosis, lumbar lordosis, varus (x leg), valgus (x leg), and lower extremity due to pelvic torsion.
  • Muscular skeletal disorders such as the difference in length of the forearm and laparoscopy of the hip joint can be resolved.
  • the user can proceed physical therapy comfortably without applying artificial force.

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Abstract

본 발명은 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 발명의 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치는, 사용자의 몸통을 지지하는 몸통서포터와 사용자의 다리를 지지하는 다리서포터를 포함하는 베드; 사용자를 상기 베드에 고정하는 결속부; 및상기 베드를 신축하는 동력을 발생하는 엑추에이터를 포함하고, 상기 다리서포터는, 사용자의 다리를 지지하고 길이방향으로 신축하는 신장부; 및 곡률을 형성하여 길이방향 이동을 상기 신장부의 회전운동으로 전환하는 만곡부를 포함한다.

Description

신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법
본 발명은 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 관절을 안정성 있게 잡아주는 인대를 보호하면서 사용자의 관절을 정상적 위치로 복원하고 이완시켜 사용자의 몸이 스스로 균형을 찾을 수 있도록 도와주는 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
본 발명과 관련된 선행문헌에는 대한민국 등록특허 제10-1061301호가 있으며, 상기 선행문헌에는 인체의 허리나 목 부분인 치료부위(요추,경추)에서 발생되는 병적상태를 보다 효과적으로 치료할 수 있도록 한 물리치료기용 견인장치 또는 디스크 감압 치료 장치에 대한 기술이 개시되어 있다.
기계수용기란 관절에 분포되어 기계적 자극을 수용하는 기관으로, 신체에 가해지는 각종 물리적 자극에 대해 감각신호를 일으키는 기관들을 말한다. 기계 수용기의 문제가 생긴다는 것은 근육이나 관절의 올바른 생체 신호를 받고 있지 못하다는 것이고 이러한 신호를 정상적으로 피드백 받으려면 관절이 정상적으로 위치해 있어야 한다. 그러나 나쁜 자세 습관등으로 인해 관절의 비틀림이 발생하게 되고 그로 인해 뇌로 가는 신경 자극을 정상적으로 수용기가 받아들이지 못해서 정상적인 신호 신경 전달 능력이 감소하면서 여러가지 근골격계의 문제가 발생한다.
일반적으로, 물리치료용 견인장치는 트랙션(traction)또는 감압(decopression)을 이용하여 인체의 요추나 경추(허리,목 부분)에서 발생되는 요추, 경추디스크, 디스크 협착증, 만성요통, 좌골신경통, 요추, 경추변위성 신경질환 등 병적상태의 통증을 치료하고 교정하는 것으로 종래에도 여러 가지 종류의 다양한 물리치료기용 견인장치들이 제공되었다.
종전에는 기본적으로 직접법으로서 관절이나 근육, 근막을 치료하는데 틀어지거나 압박된 반대로 직접 교정되는 방향으로 치료하는 방법이 대부분이었다. 손으로 치료하는 도수치료기법들도 대부분 관절의 틀어진 방향의 반대 방향으로 직접적으로 교정한다. 경추와 요추를 치료하는 디스크 견인 치료기도 그렇고 치료의 방향을 약각 다각도로 견인해 주는 디스크 감압치료기도 마찬가지였다.
그러나, 종래의 물리치료기용 견인장치들은 구조적으로 인체를 당겨 견인하는 목적에만 치우쳐 실질적으로 환자의 전신 교정이 원활하게 이루어지지 않아 소기의 치료 목적이 달성되지 않는 문제점이 있다. 또한, 종래의 견인 운동 장치는 관절을 이완시키기 위해 사용자의 몸을 당기게 되는데, 이 경우 사용자의 몸에 무리를 가하게 되어 인대가 늘어나게 되고, 그로 인하여 오히려 통증이 증가하는 문제가 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 다음과 같다.
첫째. 사용자가 쉽고 편리하게 하지 관절과 전신 척추 운동을 수행하도록 하는 것이다.
둘째, 사용자의 관절의 인대를 보호하면서 하지 관절과 전신 척추를 이완시킬 수 있도록 하는 것이다.
셋째, 사용자의 관절에 압박과 견인의 반복 운동을 실시 함으로써 인체의 전신관절의 기계 수용체에 자극을 주어 뇌에 구심성 신경 전달 체계 피드백 신호를 정상적으로 유도하여 인체가 스스로 균형을 회복 할 수 있도록 도와 주는 것이다.
넷째, 관절의 압축력과 인장력이 반복되면서 관절 내부의 영양분을 효율적으로 공급(Joint imbibition)해 줄 수 있도록 하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치는, 사용자의 몸통을 지지하는 몸통서포터와 사용자의 다리를 지지하는 다리서포터를 포함하는 베드; 사용자를 상기 베드에 고정하는 결속부; 및상기 베드를 신축하는 동력을 발생하는 엑추에이터를 포함하고, 상기 다리서포터는, 사용자의 다리를 지지하고 길이방향으로 신축하는 신장부; 및 곡률을 형성하여 길이방향 이동을 상기 신장부의 회전운동으로 전환하는 만곡부를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 제어방법은, 사용자의 몸통을 지지하는 몸통서포터와 사용자의 다리를 지지하고 무릎위치에서 굽힘 가능한 다리서포터를 포함하는 베드와 사용자를 상기 베드에 고정하는 결속부와 상기 베드를 신축하는 동력을 발생하는 엑추에이터를 포함하는 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 제어방법에 있어서, 상기 결속부로 사용자를 상기 베드에 고정하는 고정단계; 사용자의 무릎을 굽히도록 상기 다리서포터를 굽히는 굽힘단계; 상기 굽힘단계를 유지하며 상기 베드의 길이를 축소하여 상기 베드에 누운 사용자에게 압축력을 인가하는 압박단계; 및 상기 압박단계 후 상기 굽힘단계를 유지하며 상기 베드의 길이를 신장하여 상기 베드에 누운 사용자에게 인장력을 인가하는 견인단계를 포함한다.
또한, 본 발명의 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 제어방법은, 사용자의 몸통을 지지하는 몸통서포터와 사용자의 다리를 지지하고 무릎위치에서 굽힘 가능한 다리서포터를 포함하는 베드와 사용자를 상기 베드에 고정하는 결속부와 상기 베드를 신축하는 동력을 발생하는 엑추에이터를 포함하는 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 제어방법에 있어서, 상기 결속부로 사용자를 상기 베드에 고정하는 고정단계; 사용자의 다리가 사용자의 전방으로 들리도록 상기 다리서포터를 들어올리는 레이징(raising)단계와 사용자의 무릎을 굽히도록 상기 다리서포터를 굽히는 굽힘단계; 상기 레이징단계와 상기 굽힘단계를 유지하며 상기 베드의 길이를 축소하여 상기 베드에 누운 사용자에게 압축력을 인가하는 압박단계; 및 상기 압박단계 후 상기 레이징단계와 상기 굽힘단계를 유지하며 상기 베드의 길이를 신장하여 상기 베드에 누운 사용자에게 인장력을 인가하는 견인단계를 포함한다.
기타 실시 예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째. 사용자가 안전하고 편리하게 관절 운동을 수행할 수 있다.
둘째, 사용자의 인대를 보호하면서 관절을 이완시킬 수 있다.
셋째, 쉽고 안전하게 관절 운동을 수행할 수 있어 노약자도 활용이 가능하다.
넷째, 관절의 압축력과 인장력이 반복되면서 관절 내부의 영양분을 공급(Joint imbibition)해 줄 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도1은 인체의 골격구조 및 관절에 배치된 인대를 나타낸 것이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법의 사시도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 블럭도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 다리서포터의 사시도이다.
도5는 본 발명의 일 실시예에 의한 다리서포터의 피봇운동을 표현한 사시도이다.
도6은 본 발명의 일 실시예에 의한 둔부서포터와 다리서포터의 회전을 표현한 것이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법을 표현한 순서도이다.
도8은 도7에 따른 압박단계와 견인단계에서의 구동을 표현한 측면도이다.
도9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법을 표현한 순서도이다.
도10은 도9에 따른 압박단계와 견인단계에서의 구동을 표현한 측면도이다.
도11은 도10의 구동으로 얻는 효과와 동일한 효과를 얻기 위해 수기치료시 행해야 하는 동작을 표현한 것이다.
도12는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법을 표현한 순서도이다.
도13은 도12에 따른 압박단계와 견인단계에서의 구동을 표현한 측면도이다.
도14는 도13의 구동으로 얻는 효과와 동일한 효과를 얻기 위해 수기치료시 행해야 하는 동작을 표현한 것이다.
도15는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법을 표현한 순서도이다.
도16은 도15에 따른 압박단계와 견인단계에서의 구동을 표현한 평면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하, 본 발명의 실시 예들에 의하여 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법을 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다. 다만, 후술할 배드(10)의 신축 구조나 배드(10)의 회전구조는 통상의 기술자가 다양한 구조를 통해 쉽게 실시할 수 있는 것이므로 자세한 설명은 생략한다.
도1(a)는 인체의 골격을 나타낸 것이다. 도1(b)는 척추 및 척추인대를 나타낸 것이다. 도1(c)는 고관절 및 고관절인대를 나타낸 것이다. 도1(d)는 무릎 및 무릎인대를 나타낸 것이다. 도2는 본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치의 사시도이다. 도3은 본 발명의 일 실시예에 의한 블럭도이다.
도1내지 도3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치는, 사용자를 지지하는 배드(10); 사용자를 배드(10)에 고정하는 결속부(70); 및 배드(10)를 신축하는 동력을 발생하고, 동력의 방향 변경을 반복하여 결속부(70)에 의해 고정된 사용자에 인장력과 압축력을 반복하여 가하는 엑추에이터(80)를 포함한다.배드(10)는 사용자가 누을 수 있도록 길게 형성될 수 있다. 결속부(70)는 배드(10)에 고정되어 사용자를 배드(10)에 고정 및 밀착시킨다.
엑추에이터(80)는 전기에너지를 회전에너지로 전환하는 모터일 수 있다. 엑추에이터(80)는 기어에 동력을 전달할 수 있고, 기어는 복수로 구비되어 배드(10)의 신축시킬 수 있다. 사용자는 배드(10)에 고정되므로 배드(10)가 신장되면 사용자의 근육은 이완 및 견인된다. 또한 배드(10)가 축소되면 사용자의 근육은 압박된다. 이와 같은 압박 및 견인은 엑추에이터(80)를 통해 반복적으로 발생한다.
배드(10)의 신장은 스트레칭 기능을 한다. 즉, 사용자의 근육과 관절을 이완시켜, 경직을 해결하고 유연성을 기르는 것이다. 다만, 견인 전에 먼저 준비운동을 실시하고, 운동 전후에 천천히 부드럽게 수행하며 근육통을 유발하지 않는 범위 내에서 긴장점까지 견인해야 한다. 이와 같은 준비운동은 견인의 효과를 충분히 올릴 수 있는 심신의 상태를 만든다. 고관절의 기본적인 운동역학을 살펴보면, 고관절의 정상적인 움직임 각도는 굴곡 시 슬관절 신전 상태에서는 80도, 슬관절 굴곡 상태에서는 120도 이때 슬건근, 박근, 좌골대퇴인대, 하관절낭의 단축이 생기면 이러한 움직임 각도에 제한을 받게 된다.
고관절의 신전 시 슬관절 신전상태에서는 20도의 각도가 정상이고, 장요근, 장골대퇴인대, 치골대퇴인대의 단축이 오면 정상적 움직임 각도를 제한한다. 슬관절이 굴곡된 상태에서 신전은 0도 이고, 이는 대퇴직근이 제한한다.
고관절의 외전 시 40도 각도로 벌려지는 움직임이 정상이고, 내전근과 슬건근, 치골대퇴인대, 하관절낭의 단축으로 정상적 움직임을 제한한다. 내전 시는 25도 각도가 정상이고, 중둔근, 대퇴근막장근과 장경인대, 좌골대퇴인대 상부섬유의 유착이나 단축으로 정상적 움직임을 제한한다. 고관절 내회전의 정상적 움직임은 35도 이고, 외회전근(이상근, 내외폐쇄근, 상하쌍자근)과 좌골대퇴인대의 단축으로 정상적 움직임을 제한한다.
고관절 외회전의 정상 움직임은 45°이고, 내회전근(중둔근, 소둔근, 대퇴근막장근)과 장골대퇴인대, 장경인대의 단축으로 정상적 움직임을 제한한다. 따라서, 우리 몸의 중심축인 골반과 고관절의 움직임에 제한이 있는 동작은 그 주변 근육과 인대 등의 연부 조직의 단축으로 인해 유연성이 저하되고, 그러한 유연성의 저하로 다른 부위의 관절(특히 척추관절)에 영향을 미쳐 보상적인 자세 패턴이 형성되고, 이러한 보상패턴은 각 기관에 정상적인 움직임을 만들어 내지 못하게 되어 각종 근골격계 질환의 원인을 제공하게 된다.
고관절의 주변 근육 중에 자세를 유지하는 근육은 일반적으로 짧아지기 쉬운 단축성 근육들이다. 이중 특히 2개의 관절을 지나는 이중 관절근육은 자세성 근육이면서, 단축성 근육이다. 이러한 고관절을 굴곡하는 장요근, 대퇴직근, 내전하는 박근, 신전하는 슬건근, 외전하는 대퇴근막장근과 장경인대 등의 근육이 짧아지기 쉬운 대표적인 단축성 근육이다. 따라서 하체와 척추 관절의 압축력과 인장력이 반복 될 때, 고관절의 관절 각도에 의해 자극받는 척추 관절의 수용기 위치가 변화 되어 지기 때문에 이는 관절 운동시 고려 되어야 한다.
압박은 사용자의 관절에 인체의 관절에 분포되어 있는 고유수용기의 일종인기계 수용체에 자극을 주어 뇌에 구심성 신경 전달 체계 피드백 신호를 정상적으로 유도하여 인체가 스스로 균형을 회복 할 수 있도록 도와 주는 것이다. 또한 압박은 견인의 준비운동에 해당하며, 사용자의 주의력을 각성시키고, 자세를 교정하는 역할도 수행할 수 있다. 따라서, 곧바로 견인에 들어갈 경우, 근방추(Muscle spndle), 골지 건기관(golgi tendon organ), 근(筋), 건(腱), 인대 등에 작용하는 외부의 힘으로 인해 관절의 뼈와 뼈를 잡아주는 인대의 염좌나 근육이탈 등의 부상발생의 원인이 되지만, 미리 압박을 수행할 경우 이와 같은 부상을 방지할 수 있다.
물리치료(physiotherapy)의 도수치료(manualtherapy)기법이나 정골의학(Osteopathy)의 수기치료에서는 각종 근막과 관절을 치료하는 술기법들이 있는데, 간접법과 직접법이 있다.
간접법은 정골의학에서 가장 중요하게 사용하는 치료 개념으로서 관절의 틀어져있는 방향이나 압박되어 있는 부분을 좀 더 틀어진 방향이나 압박된 방향으로 유도하는 방법으로 압박에 해당하고, 직접법은 관절이 틀어져 있는 반대 방향으로 유도하는 것으로 견인에 해당하는 기법이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법에 의하면, 간접법과 직접법을 병행하여 수행할 수 있다. 후술할 제어부(90)는 간접법과 직접법의 반복패턴을 형성하도록 엑추에이터(80)를 제어한다.
치료시 바로 견인, 감압등의 직접법을 시행하게 되면 몸에서는 오히려 저항반응을 일으키게 되어 치료효율이 떨어질 수밖에 없다. 그러나 간접법과 직접법을 적절하게 사용하면서 치료하게 되면 우리 몸의 움직임과 위치를 감지하는 고유수용기(Proprio-receptor)의 자극반응이 활발하여 뇌에 구심성 신호를 원활하게 전달하여 뇌가 활성화되고, 다시 뇌는 원심성 신호를 보내게 되어 정상적인 인체의 피드백 신호신경 전달체계를 바로 잡아주어 전반적인 신체 균형을 유도한다. 따라서 압박을 통해 간접적 신호를 보내고, 견인을 통해 직접적 신호를 보내면서 반복운동을 시행하다보면 관절의 위치와 근막의 균형이 바로 잡히게 된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법은 종래의 운동장치에 비하여 좀 더 부드럽고 비침습적이며, 안전하고 효과적인 치료를 위해 간접법과 직접법을 병행한다. 즉, 정골의학적인 방법으로 접근하여 환자에게 무리를 주지 않으면서 효과적으로 치료에 필요한 부위가 선택적으로 자가 치유 될 수 있도록 간접법과 직접법의 반복 패턴을 만들어 준다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치에 의하면 인대의 압박을 수행할 수 있어 뇌가 관절 위치를 인식할 수 있도록 한다. 즉, 관절은 올바른 위치로 복원될 준비를 하게 되고 뒤이어 인대의 견인이 수행되면 관절은 올바른 위치로 자연스럽게 복원되는 것이다.
한편, 배드(10)의 신축과 결속부(70)의 고정력으로 인해 고관절 인대 뿐 아니라 무릎 인대 및 척추 인대에도 동일한 효과가 발생한다. 따라서, 전신의 관절이 제자리를 착게 되므로, 사용자는 신체의 균형을 회복할 수 있다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 의한 다리서포터의 사시도이다. 도5는 본 발명의 일 실시예에 의한 다리서포터의 피봇운동을 표현한 사시도이다. 도6은 본 발명의 일 실시예에 의한 둔부서포터와 다리서포터의 회전을 표현한 것이다.
도4내지 도6를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 는, 사용자의 하체를 고정하는 하측고정부(73); 사용자의 상체를 고정하는 상측고정부(71); 및 하측고정부(73)와 상측고정부(71)가 고정되고, 하측고정부(73)와 상측고정부(71) 사이의 간격이 증가 및 감소를 반복하도록 신축가능하며, 사용자가 누을 수 있는 배드(10)를 포함한다.
상측고정부(71)는, 사용자의 고관절 상측에 배치되고, 하측고정부(73)는, 사용자의 고관절 하측에 배치된다. 상측고정부(71)는, 사용자의 겨드랑이에 배치되어 사용자의 가슴을 고정한다. 결속부(70)는, 결속부(70)는 스트랩등 사용자를 고정하는 부재이다. 결속부(70)는 피봇부(35)에 결합되어 사용자의 하체를 피봇부(35)에 고정하는 하측고정부(73)를 포함한다. 하측고정부(73)는 사용자의 정강이를 고정하는 정강이고정부(73b)와 사용자의 발목을 고정하는 발목고정부(73a)를 포함한다.
결속부(70)는, 몸통서포터(20)에 결합되어 사용자의 상체를 몸통서포터(20)에 고정하는 상측고정부(71)를 포함한다. 상측고정부(71)는, 사용자의 허리 또는 사용자의 겨드랑이를 감싸 사용자를 고정한다. 결속부(70)는 사용자를 고정하고 사용자는 배드(10)와 함께 압축력과 인장력을 받게 된다. 따라서 결속부(70)는 복수로 형성될 수 있다.
배드(10)는, 사용자의 몸통을 지지하는 몸통서포터(20); 및 사용자의 다리를 지지하고, 각도가 조절되는 다리서포터(30)를 포함한다. 몸통은 사람의 허리 위의 부분으로 머리를 포함한다. 다리는 사람의 고관절 아래 부분을 의미한다. 몸통서포터(20)는 허리 이상의 상체와 머리를 지지한다. 다리서포터(30)는 허벅지와 종아리를 지지하며 발목까지 연장 형성 될 수 있다.
배드(10)는, 몸통서포터(20)와 다리서포터(30) 사이에 배치되어 사용자의 둔부를 지지하는 둔부서포터(40); 및 둔부서포터(40)의 하측에 배치되어 사용자의 하중을 지지하는 메인서포터(50)를 포함한다. 둔부서포터(40)는 몸통서포터(20)의 길이방향 하측에 형성된다. 즉, 몸통서포터(20)는 허리 이상의 상체를 지지하고, 둔부서포터(40)는 허리 이하의 둔부를 지지한다.
메인서포터(50)는 둔부서포터(40)의 하측에 배치되어 몸통서포터(20)와 다리서포터(30) 및 둔부서포터(40)의 하중을 지지 할 수 있다. 몸통서포터(20)와 다리서포터(30) 및 둔부서포터(40)는 서로 연결되고 연결지점 하단에는 메인서포터(50)가 배치될 수 있다.
다리서포터(30)는, 사용자의 다리를 지지하고 길이방향으로 신축하는 신장부(31); 및 곡률을 형성하여 길이방향 이동을 신장부(31)의 회전운동으로 전환하는 만곡부(33)를 포함한다. 만곡부(33)는 둔부서포터(40)와 다리서포터(30) 사이로 삽입 가능하게 형성된다.
본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치는, 사용자의 종아리를 지지하고, 피봇운동 가능한 피봇부(35)를 포함하고, 신장부(31)는, 회전부와 연결되고 사용자의 허벅지를 지지한다. 신장부(31)의 일단은 피봇부(35)와 연결되고, 신장부(31)의 타단은 만곡부(33)와 연결된다. 만곡부(33)와 신장부(31)는 일체로 형성될 수 있다. 만곡부(33)는 가상의 회전축을 형성하므로 만곡부(33)의 회전축이 사용자를 간섭하지 않는다. 만곡부(33)는 내주면 또는 외주면에 래크(33a)를 형성할 수 있다. 둔부서포터(40)의 하측에는 엑추에이터(80)로부터 동력을 공급받는 피니언(미도시)이 배치될 수 있고, 피니언의 회전운동은 래크(33a)에 전달되어 다리서포터(30)에 전달될 수 있다.
메인서포터(50)는, 다리서포터(30)를 사용자의 좌우 방향으로 피봇운동 가능하도록 다리서포터(30) 또는 둔부서포터(40)와 연결된다. 다리서포터(30)의 만곡부(33) 하측에는 기어가 형성되어 회전력을 전달받을 수 있다. 다리서포터(30)와 둔부서포터(40)는 일체로 회전할 수 있다. 즉, 다리서포터(30)와 둔부서포터(40)는 사용자의 좌우 방향으로 함께 회전할 수 있다.
다리서포터(30)는, 사용자의 양 다리를 각각 지지하도록 분할 형성되고, 분할된 다리서포터(30)의 각도는 각각 다르게 설정 가능하다. 다리서포터(30)는 분할되어 서로 다른 각도를 유지할 수 있다. 다리서포터(30)는 어느 하나는 몸통서포터(20)와 일직선을 이루고, 다른 하나는 몸통서포터(20)과 경사지도록 기울어지게 형성될 수 있다. 만곡부(33)는 다리서포터(30)의 단부에 분할되어 각각 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치는, 다리서포터(30)의 단부에 연결되어 사용자의 발바닥과 마주하게 배치된 압박부(60)를 포함한다.
압박부(60)는 다리서포터(30)의 신축시 다리서포터(30)와 함께 움직인다. 다리서포터(30)가 길이가 축소되도록 움직이면 압박부(60)는 사용자의 발바닥을 눌러 사용자를 압박한다. 견인은 결속부(70)에 의해 이루어지고 압박은 압박부(60)에 의해 이루어질 수 있다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치의 제어방법을 표현한 순서도이다. 도8은 도7에 따른 압박단계와 견인단계에서의 구동을 표현한 측면도이다.
도7내지 도8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치의 제어방법은, 사용자를 배드(10)에 고정하는 고정단계(S100); 배드(10)의 길이를 축소하여 배드(10)에 누운 사용자에게 압축력을 인가하는 압박단계(S200); 및 압박단계(S200) 후 배드(10)의 길이를 신장하여 배드(10)에 누운 사용자에게 인장력을 인가하는 견인단계(S300)를 포함한다. 제어부(90)는 엑추에이터(80)를 구동하여 배드(10)의 길이 및 회전을 조절할 수 있다.
엑추에이터(80)는 복수로 구비되어 어느 하나는 하체지지부의 상하방향 피봇운동을 조절하고, 다른 하나는 하체지지부의 좌우방향 피봇운동을 조절할 수 있다. 또한, 또 다른 하나는 하체지지부의 길이를 조절할 수도 있다. 엑추에이터(80)의 개수는 실시예에 따라 달라질 수 있다.
사용자가 배드(10)에 누우면 결속부(70)을 이용하여 사용자를 배드(10)에 고정시킨다. 하측결속부(70)는 사용자의 발목 및/또는 정강이를 고정할 수 있다. 하측고정부(73)은 발목을 고정하는 발목고정부(73a)와 정강이를 고정하는 정각이고정부(73b)를 포함할 수 있다. 상측고정부(71)은 사용자의 허리 및/또는 겨드랑이에 배치되어 사용자의 가슴을 고정할 수 있다.
사용자가 고정되면, 제어부(90)는 우선 압박단계(S200)를 수행한다. 압박단계(S200)는 배드(10)의 길이가 짧아지도록 구동하는 것으로 사용자는 압축력을 받는다. 즉 사용자를 압박한다.
사용자의 몸이 압박되면 몸에 존재하는 수용기를 통해 뇌가 신체의 압박을 인지한다. 뇌는 압박된 몸을 원상복구 시키기 위해 근육이 신장될 것을 명령한다.
제어부(90)는 상기와 같은 인체의 메카니즘을 고려하여, 압박 후 견인이 발생하도록 엑추에이터(80)를 제어한다. 즉 뇌의 신장명령이 발생된 상태를 예측하여 배드(10)가 신장되도록 엑추에이터(80)를 구동한다. 이와 같은 배드(10)의 신장이 발생하는 단계를 견인단계(S300)라고 한다. 압박단계(S200) 후 견인단계(S300)를 수행하면, 신체가 미리 신장될 준비를 갖춘 상태에서 견인이 발생하므로 인대가 늘어나는 등의 부작용이 감소하므로 신체를 보호할 수 있다. 또한 신체가 스스로 인장될려는 준비를 하고 있므로 근육의 견인량이 증가한다. 따라서 스트레칭 효과가 더욱 증가한다.
또한, 위치를 인지하는 고유 수용기가 계속 자극을 받게 되어 몸이 스스로 균형을 찾아가게 된다. 즉, 관절이 정상적인 위치로 움직이게 되어 관절의 간격 및 위치가 균형을 이루게 된다. 엑추에이터(80)는, 사용자의 고관절에 압축력과 인장력을 교번하여 가한다. 엑추에이터(80)는 배드(10)를 신축시키기 때문에 배드(10)에 고정된 사용자는 인장력과 압축력을 교대로 그리고 반복적으로 받는다. 즉 압축과 견인이 반복되도록 엑추에이터(80)는 발생하는 동력의 방향의 변경한다. 예를 들어 엑추에이터(80)가 모터인 경우, 엑추에이터(80)의 회전방향은 교번하여 변경된다.
도9는 본 발명의 다른 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치의 제어방법을 표현한 순서도이다. 도10은 도9에 따른 압박단계와 견인단계에서의 구동을 표현한 측면도이다. 도11은 도10의 구동으로 얻는 효과와 동일한 효과를 얻기 위해 수기치료시 행해야 하는 동작을 표현한 것이다. 도9내지 도11을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치의 제어방법은, 고정단계(S100) 후 압박단계(S200) 전에 수행하고, 사용자의 다리가 사용자의 전방으로 들리도록 배드(10)를 굽히는 레이징(raising)단계를 포함한다. 레이징단계(S110)는 고정단계(S100) 후 수행된다. 레이징단계(S110)는 사용자의 다리를 들어올리는 단계이다. 레이징단계(S110)를 통해 사용자의 상체에 가해지는 부담을 덜고 고관절에 대한 압박 및 견인 효율을 증가시킬 수 있다.
다리서포터(30)는 각도가 조절되며 다리서포터(30)는 상하 또는 좌우 방향으로 움직이며 각도를 조절할 수 있다. 즉, 몸통서포터(20)와 다리 서포터는 일직선으로 배치되지 않을 수 있다. 다리서포터(30)의 각도 조절로 인해 다리 부분을 압박 및 견인시 결속부(70)으로 인해 몸통에 가해지는 부담이 줄어들게 된다. 즉, 다리서포터(30)의 신축시 압박 및 견인방향이 중력 방향 성분을 포함하게 되므로 사용자가 받는 압력을 몸통서포터(20)와 나눠 받게 되므로 보다 편안한 운동이 가능하다.
즉, 상기와 같은 제어동작은 도11과 같은 전문 수기치료사의 시술과 동일한 기능을 수행하게 되므로 본 발명의 일 실시예와 같은 제어동작을 통해 전문 수기치료사의 도움이 없더라도 사용자는 신체의 균형을 회복할 수 있다.
도12는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치의 제어방법을 표현한 순서도이다. 도13은 도12에 따른 압박단계와 견인단계에서의 구동을 표현한 측면도이다. 도14는 도13의 구동으로 얻는 효과와 동일한 효과를 얻기 위해 수기치료시 행해야 하는 동작을 표현한 것이다.
도12내지 도13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치의 제어방법은 고정단계(S100) 후 압박단계(S200) 전에 수행하고, 사용자의 무릅을 굽히도록 배드(10)를 굽히는 굽힘단계(S130)를 포함한다. 굽힘단계(S130)는 피봇부(35)의 피봇운동을 통해 수행될 수 있다. 피봇부(35)는 신장부(31)와 연결된다. 다만 피봇부(35)도 실시예에 따라 길이방향으로 증감이 가능할 수 있다. 굽힘단계(S130)가 부가될 경우, 고관절을 집중적으로 스트레칭할 수 있다.
즉, 상기와 같은 제어동작은 도14와 같은 전문 수기치료사의 시술과 동일한 기능을 수행하게 되므로 본 발명의 일 실시예와 같은 제어동작을 통해 전문 수기치료사의 도움이 없더라도 사용자는 신체의 균형을 회복할 수 있다.
도15는 본 발명의 또 다른 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치의 제어방법을 표현한 순서도이다. 도16는 도15에 따른 압박단계와 견인단계에서의 구동을 표현한 평면도이다.
도12내지 도13을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치의 제어방법은, 고정단계(S100) 후 수행하고, 사용자의 하체와 사용자의 상체가 서로 다른 방향을 바라보도록 배드(10)를 굽히는 트위스팅(twisting)단계를 포함한다. 트위스팅단계(S150)는 고정단계(S100) 후 수행된다. 트위스팅단계(S150)동안 둔부서포터(40) 및 다리서포터(30)는 좌측 또는 우측으로 회전한다. 트위스팅단계(S150)는 사용자의 상체와 사용자의 옆구리를 견인하여 스트레칭 효과가 있다.
레이징단계(S110)와 트위스팅단계(S150)는 압박단계(S200)와 견인단계(S300) 전 또는 후에 수행될 수 있고, 수행 횟수는 복수일 수 있다. 수행 횟수는 사용자의 설정 및 미리 정해진 프로그램에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치의 제어방법은 굽힘단계(S130)를 유지하며 압박단계(S200)와 견인단계(S300)를 수행한다.
본 발명의 일 실시예에 의한 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치의 제어방법은 관절에 대해 압박단계(S200)와 견인단계(S300)를 수행한다. 더 상세히 설명하면, 무릎 관절은 무릎이 펴진 닫힌 상태와 무릎이 굽어진 열린 상태로 나눌 수 있습니다. 닫힌 상태란 인대와 관절이 팽팽하게 당겨서 관절에 안정성을 제공하되 부가적 움직임이 최소로 되는 상태이다. 열린상태란 인대와 관절이 느슨해져 부가적 움직임이 가능한 상태이다. 따라서 본 발명에 의하면 관절과 인대가 느슨해진 열린 상태(Joint Open pack position)에서 압박단계와 견인단계를 수행하므로 관절의 기계 수용기(機械受容器 ; Mechano-receptor)에 효과적으로 자극을 주게 된다.
상기와 같이 설명한 본 발명에 따른 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 및 그 제어방법은 자세유지 근육이면서, 단축성 근육의 저하된 유연성을 증가시켜 주며, 바른자세를 유지 할 수 있도록 도와준다.
또한, 요통, 골반통, 좌골신경통, 이상근증후군, 무릎관절염, 경부통, 흉부통 등의 근골격계 통증과 척추 측만증, 흉추 후만증, 요추 전만증, 내반슬(?다리), 외반슬(X다리), 골반 비틀림으로 인한 하지의 길이차이, 고관절의 전경증, 후경증 등의 근골격계 장애를 해결할 수 있다. 또한, 사용자로 하여금 인위적인 힘을 가하지 않고 편안하게 물리치료를 진행할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.

Claims (6)

  1. 사용자의 몸통을 지지하는 몸통서포터와 사용자의 다리를 지지하는 다리서포터를 포함하는 베드;
    사용자를 상기 베드에 고정하는 결속부; 및상기 베드를 신축하는 동력을 발생하는 엑추에이터를 포함하고,
    상기 다리서포터는,
    사용자의 다리를 지지하고 길이방향으로 신축하는 신장부; 및
    곡률을 형성하여 길이방향 이동을 상기 신장부의 회전운동으로 전환하는 만곡부를 포함하는 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 엑추에이터는 사용자의 하지 관절과 척추에 압축력과 인장력을 교번하여 가하는 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 베드엑추에이터는,
    동력의 방향 변경을 반복하여 상기 결속부에 의해 고정된 사용자에 인장력과 압축력을 반복하여 가하는 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 베드의 하중을 지지하는 메인서포터를 더 포함하고,
    상기 베드는,
    상기 몸통서포터와 상기 다리서포터 사이에 배치되어 사용자의 둔부를 지지하는 둔부서포터를 더 포함하고,
    상기 만곡부는 상기 둔부서포터의 하측으로 삽입 가능하게 형성된 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치.
  5. 사용자의 몸통을 지지하는 몸통서포터와 사용자의 다리를 지지하고 무릎위치에서 굽힘 가능한 다리서포터를 포함하는 베드와 사용자를 상기 베드에 고정하는 결속부와 상기 베드를 신축하는 동력을 발생하는 엑추에이터를 포함하는 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 제어방법에 있어서,
    상기 결속부로 사용자를 상기 베드에 고정하는 고정단계;
    사용자의 무릎을 굽히도록 상기 다리서포터를 굽히는 굽힘단계;
    상기 굽힘단계를 유지하며 상기 베드의 길이를 축소하여 상기 베드에 누운 사용자에게 압축력을 인가하는 압박단계; 및
    상기 압박단계 후 상기 굽힘단계를 유지하며 상기 베드의 길이를 신장하여 상기 베드에 누운 사용자에게 인장력을 인가하는 견인단계를 포함하는 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 제어방법.
  6. 사용자의 몸통을 지지하는 몸통서포터와 사용자의 다리를 지지하고 무릎위치에서 굽힘 가능한 다리서포터를 포함하는 베드와 사용자를 상기 베드에 고정하는 결속부와 상기 베드를 신축하는 동력을 발생하는 엑추에이터를 포함하는 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 제어방법에 있어서,
    상기 결속부로 사용자를 상기 베드에 고정하는 고정단계;
    사용자의 다리가 사용자의 전방으로 들리도록 상기 다리서포터를 들어올리는 레이징(raising)단계와 사용자의 무릎을 굽히도록 상기 다리서포터를 굽히는 굽힘단계;
    상기 레이징단계와 상기 굽힘단계를 유지하며 상기 베드의 길이를 축소하여 상기 베드에 누운 사용자에게 압축력을 인가하는 압박단계; 및
    상기 압박단계 후 상기 레이징단계와 상기 굽힘단계를 유지하며 상기 베드의 길이를 신장하여 상기 베드에 누운 사용자에게 인장력을 인가하는 견인단계를 포함하는 신체의 균형을 복원하는 하체 및 척추 관절 운동장치 제어방법.
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