WO2016108678A1 - 관절장치 - Google Patents

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WO2016108678A1
WO2016108678A1 PCT/KR2016/000019 KR2016000019W WO2016108678A1 WO 2016108678 A1 WO2016108678 A1 WO 2016108678A1 KR 2016000019 W KR2016000019 W KR 2016000019W WO 2016108678 A1 WO2016108678 A1 WO 2016108678A1
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fixing ring
flexure
distal end
additional
extension
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PCT/KR2016/000019
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김석환
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스피어다인 주식회사
김석환
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    • A61F5/013—Orthopaedic devices, e.g. splints, casts or braces specially adapted for correcting deformities of the limbs or for supporting them; Ortheses, e.g. with articulations for the arms, hands or fingers

Definitions

  • the present invention relates to a joint apparatus, and more particularly, to a joint apparatus that can increase the degree of freedom of deformation in a predetermined direction.
  • Joint devices are widely applied to animals, human bodies, machinery or various industrial products.
  • the function of a joint is 1) restoring movement and position in a predetermined direction, 2) one side and the other form one structure in a combined state, and 3) one structure when no external force is applied. 4) When external force is applied over a certain intensity, it can be separated. 4) Once separated, it can be recombined to function again.
  • the articulation device should have the function of such a joint, but the conventional articulation device has a limitation in that the function is limited (Korean Patent No. 1132806, Korean Laid-Open Patent Publication No. 2012-0020727).
  • the present invention has been made to solve various problems including the above problems, and an object of the present invention is to provide a joint apparatus that can increase the degree of freedom of deformation in a predetermined direction.
  • problems are exemplary, and the scope of the present invention is not limited thereby.
  • the first fixing ring, the second fixing ring disposed to be spaced apart from the first fixing ring, the bar extending from the first fixing ring in the direction of the second fixing ring and the bar
  • An extension having a distal end positioned at an end of the second fixing ring, a first flexure extending from the second fixing ring in the first fixing ring direction and supporting the distal end;
  • An articulation device is provided, which extends in a direction of the first locking ring and includes a second flexure supporting the distal end and positioned opposite the first flexure about the extension.
  • the first flexure and the second flexure may be flexible.
  • the set of the extension, the first flexure and the second flexure may be located at both sides to correspond to each other with respect to the center of the first fixing ring.
  • the distal end portion has a first surface and a second surface facing each other, and a side surface connecting the first surface and the second surface, wherein the first flexure and the second flexure are part of the side surface, A portion of one side and a portion of the second side may be wrapped.
  • the first flexure includes a first contact portion including a portion contacting the distal end portion, a first connection portion connecting the first contact portion and the second fixing ring, and the second flexure portion includes the distal end portion. It may have a second contact portion including a contact portion, and a second connection portion connecting the second contact portion and the second fixing ring.
  • the distal end may have a groove at the end of the second fixing ring direction.
  • a point where the first contact portion and the first connection portion meet is positioned to correspond to the groove of the distal end portion, and a point where the second contact portion and the second connection portion meet the position to correspond to the groove of the distal end portion can do.
  • the flexible connector may further include a point connecting the point where the first contact part meets the first connection part and a point where the second contact part meets the second connection part and supporting the end part.
  • the first flexure has a first extension part connected to the first contact part so as to be positioned opposite to the first connection part with respect to the first contact part, and the second flexure is configured to be positioned around the second contact part. It may have a second extension connected to the second contact portion to be located opposite the second connection. In this case, protruding from the bar, the portion of the second fixing ring direction contacts the first extension portion or the second extension portion to limit the position of the second fixing ring in the first fixing ring direction. And a stopper may be further provided.
  • the stopper can further be provided which limits the position in the 1st ring direction.
  • a third fixing ring positioned in a direction opposite to the first fixing ring direction with respect to the second fixing ring, an additional bar extending from the second fixing ring in the direction of the third fixing ring, and the third of the additional bar;
  • An additional extension having an additional end positioned at an end of the fixing ring, a first additional flexure extending from the third fixing ring toward the second fixing ring, and supporting the additional end;
  • a second additional flexure extending in the direction of the second fixing ring and supporting the additional end and positioned opposite the first additional flexure with respect to the additional extension may be further provided.
  • a plate positioned in a direction opposite to the first fixing ring direction with respect to the second fixing ring, an additional bar extending in the plate direction from the second fixing ring and an additional end positioned at the plate direction end of the additional bar; And an additional extension portion extending in the direction of the second fixing ring from the plate and supporting the additional end portion, and extending from the plate in the direction of the second fixing ring and supporting the additional end portion.
  • the second additional flexure may be further provided on the opposite side of the first additional flexure.
  • a first fixing ring a second fixing ring disposed to be spaced apart from the first fixing ring, and a bar extending from the first fixing ring in the direction of the second fixing ring;
  • An extension having a distal end positioned at an end of the bar in the second fixing ring direction, a first flexure extending from the second fixing ring in the first fixing ring direction, and the first fixing ring in the second fixing ring
  • a flexure for connecting the second flexure extending in a ring direction, the end of the first fixing ring direction of the first flexure, and the end of the first fixing ring direction of the second flexure, and supporting the end portion;
  • An articulation device is provided, having a connection portion.
  • the flexure connector may contact the distal end. Furthermore, the flexure connecting portion may surround the end portion.
  • the distal end portion has a first portion having a first width, which is the widest width, a second portion having a second width and positioned in the first fixing ring direction about the first portion, and the flexure connecting portion is It can wrap up to the first part and the second part of the distal end.
  • the flexure connecting portion may have a concave shape in the second fixing ring direction.
  • the first fixing ring, the second fixing ring disposed to be spaced apart from the first fixing ring, and the bar extending from the first fixing ring in the direction of the second fixing ring and the An extension having a distal end positioned at an end of the bar in the second fixing ring direction, and extending from the second fixing ring in the direction of the first fixing ring and having a symmetrical shape about the bar and contacting the distal end;
  • a joint device having a first flexure having a first contact portion and a first connection portion connecting the first contact portion and the second fixing ring is provided.
  • the distal end portion has a first portion having a first width, the widest width, and a second portion positioned in the first fixing ring direction about the first portion and having a second width, wherein the first contact portion has the distal portion. It can wrap up to the first part and the second part.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a joint apparatus and a human body portion to which the joint apparatus can be mounted according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a side view schematically showing a usage example using the articulation device of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a side conceptual view schematically illustrating the articulation device of FIG. 1.
  • FIG. 4 is a side conceptual view schematically showing a joint device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a side conceptual view schematically showing an example of use of the joint apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a side conceptual view schematically showing a joint apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a side conceptual view schematically illustrating an example of using the articulation device of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a side conceptual view schematically showing a joint apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a side conceptual view schematically showing a joint apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a side conceptual view schematically showing a joint apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a side conceptual view schematically showing a joint apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a side conceptual view schematically showing a joint apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a perspective view schematically showing a joint device and an example of using the same according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a side view schematically showing a joint device and a use example using the same according to another embodiment of the present invention.
  • the x-axis, y-axis and z-axis are not limited to three axes on the Cartesian coordinate system, but may be interpreted in a broad sense including the same.
  • the x-axis, y-axis, and z-axis may be orthogonal to each other, but may refer to different directions that are not orthogonal to each other. At this time, it means that the direction in which the symbol is shown at the intersection origin of the respective axes shown is the + direction of each axis.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a joint apparatus and a human body portion to which the joint apparatus is mounted according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 schematically illustrates a state in which a user who uses the joint apparatus of FIG. 1 slightly bends his knee.
  • FIG. 3 is a side view schematically illustrating the joint apparatus of FIG. 1.
  • FIG. 3 is not a cross-sectional view, but hatching is shown as a means for clearly expressing the relationship between each component. The same applies to the side conceptual diagrams showing the embodiments described below.
  • the joint device includes a first fixing ring 100, a second fixing ring 200, an extension 110, a first flexure 210 and a second flexure 220.
  • the first fixing ring 100 and the second fixing ring 200 are spaced apart from each other, as shown in Figure 2 may be mounted or detached to the upper and lower portions (or before and after) of the joints, such as the human body, respectively.
  • each of the first fixing ring 100 and the second fixing ring 200 may have an opening and a locking device to be detachable.
  • each of the first fixing ring 100 and the second fixing ring 200 may have two semicircle rings connected by a hinge or the like, and there may be a locking device for coupling the two semicircle rings to the opposite side of the hinge position.
  • Extension 110 has a bar 112 and a distal end 114.
  • the bar 112 extends from the first fixing ring 100 in the direction of the second fixing ring 200, and the distal end 114 is located at the end of the bar 112 in the direction of the second fixing ring 200.
  • Bar 112 may have a cylindrical shape as shown in FIG. 1.
  • the shape of the bar 112 is not limited thereto, and may have a columnar shape having a circle, an ellipse, or a polygonal cross section.
  • the distal end 114 may have a variety of shapes, for example, as shown in FIG. 1, the distal end 114 may have a shape similar to a disc or a cylinder. In FIG.
  • the shape of the distal end 114 is not limited thereto, and may have a spherical shape.
  • the distal end 114 may have various shapes such as a cross section of a circle, an ellipse, a polygonal surface, or a combination thereof.
  • the bar 112 is directly attached to the first fixing ring 100, but the present invention is not limited thereto.
  • an elastic body such as a spring may be interposed between the bar 112 and the first fixing ring 100.
  • the bar 112 itself may be formed of an elastic material.
  • the extension portion 110 has a rigidity and elasticity of the configuration or material.
  • the first flexure 210 extends in the direction of the first fixing ring 100 from the second fixing ring 200.
  • the first flexure 210 supports the extension 110.
  • the first flexure 210 supports the distal end 114 of the extension 110.
  • the second flexure 220 also extends in the direction of the first fixing ring 100 from the second fixing ring 200.
  • the second flexure 220 also supports the extension 110. Specifically, the second flexure 220 supports the distal end 114 of the extension 110 together with the first flexure 210.
  • the first flexure 210 and the second flexure 220 support the distal end 114 at both sides (+ x direction and ⁇ x direction) around the extension 110. That is, the second flexure 220 may be located opposite the first flexure 210 with respect to the extension 112. In this case, the first flexure 210 and the second flexure 220 serve to prevent the distal end 114 from escaping away from the second fixing ring 200 in addition to supporting the distal end 114. can do. To this end, the thickness t1 of the thickest portion of the distal end portion 114 may be thicker than the minimum distance between the first flexure 210 and the second flexure 220.
  • the first flexure 210 may have various shapes.
  • the first flexure 210 may have a first contact part 211, a first connection part 213, and a first extension part 215. .
  • the first contact portion 211 may contact the distal end 114.
  • the first connector 213 connects the first contact portion 211 and the second fixing ring 200.
  • the first extension part 215 is connected to the first contact part 211 so as to be positioned opposite to the first connection part 213 about the first contact part 211. That is, the first extension part 215 may be understood as an end in the direction of the first fixing ring 100 of the first flexure 210.
  • the first flexure 210 may not have the first extension 215.
  • the first flexure 210 may have a flexible characteristic. This is to facilitate the operation of the joint device by the elastic restoring force as described later.
  • the second flexure 220 may also have various shapes.
  • the second flexure 220 may have a second contact portion 221, a second connection portion 223, and a second extension portion 225.
  • the second contact portion 221 may contact the distal end 114.
  • the second connector 223 connects the second contact portion 221 and the second fixing ring 200.
  • the second extension part 225 is connected to the second contact part 221 so as to be positioned opposite to the second connection part 223 about the second contact part 221. That is, the second extension part 225 may be understood as an end in the direction of the first fixing ring 100 of the second flexure 220.
  • the second flexure 220 may not have the second extension 225.
  • the second flexure 220 may have a flexible characteristic. This is to facilitate the operation of the joint device by the elastic restoring force as described later.
  • the present invention is not limited thereto, and the first flexure 210 is a flexible plate-like structure that is formed by at least one bending, bending, or twisting of the first contact portion 211, the first connection portion 213, and the first flexure 210. It may be sufficient to include the functions of the single extension 215. The same is true in the following embodiments and modified examples thereof, and also in the case of the second flexure 220.
  • the extension part 110 is positioned at both sides (+ y direction and ⁇ y direction) so as to correspond to each other with respect to the center of the first fixing ring 100, and the first flexure unit.
  • the 210 and the second flexure 220 may be positioned at both sides (+ y direction and -y direction) so as to correspond to each other based on the center of the first fixing ring 100. That is, both sides (+ y direction and -y direction so that the set of the extension part 110, the first flexure 210 and the second flexure 220 correspond to each other with respect to the center of the first fixing ring 100).
  • the articulation device as shown in FIG.
  • the joint apparatus moves more easily in one predetermined direction.
  • the second The center of the fixed ring 200 may move along the trajectory of the roughly pendulum movement in the zx plane.
  • a function of more easily moving in a predetermined direction such as a knee joint or a finger joint of a human body, and limited movement in another direction can be realized.
  • the first fixing ring 100 and the second fixing ring 200 have a uniform thickness, but the present invention is not limited thereto.
  • the first fixing ring 100 may have a thin thin portion, and the extension 110 may be positioned at the thin portion. Since the thin portion is thinner than other portions of the first fixing ring 100, it may have a relatively flexible characteristic. Through this, when there is a load or an impact from the outside applied when using the joint device, it can be effectively absorbed through the thin portion. The same is true in the following embodiments and modifications thereof.
  • Such a joint device may be formed of metal and / or synthetic resin, but the present invention is not limited thereto. That is, the articulation device can be provided with the stiffness, elasticity or flexibility of the individual components as needed, by using all kinds of materials having rigidity, elasticity or flexibility independently or in combination. The same is true in the following embodiments and modifications thereof.
  • first fixing ring 100 is located above the (+ z direction) and the second fixing ring 200 is located below the (-z direction) when the joint device is used.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the second fixing ring 200 may be positioned above the (+ z direction) and the first fixing ring 100 may be positioned below the ( ⁇ z direction).
  • the bar 112 may be used when the first fixing ring 100 is positioned above the (+ z direction) and the second fixing ring 200 is positioned below the ( ⁇ z direction).
  • the flexure 210 and the second flexure 220 are positioned in the first fixing ring 100 to extend in the direction of the second fixing ring 200, and the first flexure 210 and the second flexure ( It may be understood that the configuration 220 supports the distal end 114.
  • the articulation device of the present invention it is preferable that all components have rigidity and elasticity. Among them, it is particularly preferable that the first flexure 210 and the second flexure 220 are more elastic than other portions.
  • Figure 1 depicts the user standing upright wearing the joint device of the present invention.
  • the distal end 114 of the extension 110 is gripped by the first and second complexes 210 and 220.
  • the first complex 210 or the second complex 220 may be slightly bent, as shown in FIG. 3.
  • the second fixing ring 200 moves in the + x and + z directions, and the first and second complexes 210 and 2. 220 is deformed, such as moving or bending.
  • the shape of the second complex 220 may be deformed. Can be.
  • the second complex 220 exerts an elastic restoring force for moving the second fixing ring 200 to its original position, and this elastic restoring force allows the user to keep his knees upright. It can help you to unfold it easily.
  • the knee when the knee is bent by an unintentional external force, it may help to restore the bent knee to an upright state as shown in FIG. 1, as shown in FIG. 2.
  • the distal end 114 is positioned in a direction of the first fixing ring 100 with a first part having a first width t1 having the widest width, and centered on the first part. It may have a second portion having a second width (t2), and a third portion having a third width (t3) located in the direction of the second fixing ring 200 around the first portion.
  • the first contact portion 211 may wrap from the third portion to the second portion of the distal portion 114 through the first portion.
  • the second contact portion 221 may also wrap from the third portion to the second portion of the distal end portion 114 through the first portion.
  • the distal end portion 114 may serve to prevent exit between the first flexure 210 and the second flexure 220 in a direction away from the second fixing ring 200.
  • the distal end portion 114 may serve to prevent exiting between the first contact portion 211 and the second contact portion 221 in a direction closer to the second fixing ring 200. .
  • FIG. 3 illustrates that the first contact portion 211 and the second contact portion 221 are in contact with the distal end portion 114 over the entire area
  • the present invention is not limited thereto.
  • the first contact portion 211 may be in contact with the distal end 114 at least at one point.
  • the second contact portion 221 may also be in contact with the distal end 114 at least at one point.
  • the first contact portion 211 and the second contact portion 221 may contact the distal end 114 at two points, respectively. Specifically, the first point 211a where the first contact portion 211 and the first extension portion 213 meet, and the second point 211b where the first contact portion 211 and the first extension portion 215 meet. At these two points, the first contact portion 211 may contact the distal end 114. That is, the portion between the first point 211a and the second point 211b of the first contact portion 211 may not contact the distal end 114.
  • the second contact part 221 also has a third point 221a where the second contact part 221 and the second extension part 223 meet, and the second contact part 221 and the second extension part 225 meet.
  • the fourth point 221b at which point the second contact portion 221 may contact the distal end 114. That is, the portion between the third point 221a and the fourth point 221b of the second contact portion 221 may not contact the distal end 114.
  • the contact manner with the distal end 114 of the first contact portion 211 or the second contact portion 221 may not always be fixed.
  • the first contact portion 211 and the second contact portion 221 are located in the entire area. It may be in contact with the distal end 114.
  • the second fixing ring 200 moves in the + x and + z directions, and the second complex 220 moves or It may be bent or deformed.
  • the first contact portion 211 is still in contact with the distal end portion 114 in the entire area, and the second contact portion 221 is deformed to form the second contact portion 221 and the second contact portion.
  • the third point 221a where the extension part 223 meets, and the fourth point 221b where the second contact part 221 and the second extension part 225 meet, the second contact part 221 only at these two points ) May be in contact with the distal end 114 in a pressurized state. That is, the portion between the third point 221a and the fourth point 221b of the second contact portion 221 may not contact the distal end 114.
  • the second fixing ring 200 moves in the + x and + z directions, and thus, the second contact portion 221 and the second extension portion 225.
  • the movement of the fourth point 221b is physically limited as the fourth point 221b where) meets the bar 112 near the boundary between the bar 112 and the distal end 114.
  • the deformed second complex 220 exerts an elastic restoring force for moving the second fixing ring 200 to its original position, and this elastic restoring force requires the knee portion to maintain an upright state. It can help the user not to bend the knee.
  • the knee is bent by an unintentional external force, it helps to restore the bent knee to an upright state as shown in FIGS. 1 and 3 as shown in FIGS. 2 and 5.
  • FIG. 6 is a side conceptual view schematically showing a joint apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the distal end 114 has a groove 114a at the end in the direction of the second fixing ring 200.
  • the first point 211a where the first contact portion 211 and the first connection portion 213 meet is positioned to correspond to the groove 114a of the distal end portion 114
  • the second contact portion 221 and the second connection portion The third point 221a where 223 meets is also positioned to correspond to the groove 114a of the distal end 114.
  • the first point 211a and the third point 221a are spaced apart without contacting each other.
  • the second point 211b where the first contact portion 211 and the first extension portion 215 meet may be in contact with the distal end portion 114, and the second contact portion 221 and the second extension portion ( The fourth point 221b where the 225 meets may also be in contact with the distal end 114.
  • the first fixing ring 100 may move in the direction of the second fixing ring 200. In this case, it is necessary to prevent the distal end portion 114 from escaping between the first contact portion 211 and the second contact portion 221 in the direction close to the second fixing ring 200.
  • the distal end 114 has a groove 114a at the end in the direction of the second fixing ring 200, and the first point 211a of the first contact part 211 is provided.
  • the third point 221a of the second contact portion 221 is positioned to correspond to the groove 114a of the distal end 114. Therefore, when an excessive external force acts on the first fixing ring 100 in such a state and the first fixing ring 100 moves in the direction of the second fixing ring 200, an example of using the joint device of FIG. As shown in FIG.
  • the distal end portion 114 presses the first flexure 210 and the second flexure 220 by a force pushing the first flexure 210 and the second flexure 220.
  • the flexure 220 is deformed so that the first point 211a and the third point 221a are in contact with each other.
  • the second point 211b where the first contact portion 211 and the first extension portion 215 meet may be spaced apart from the distal end portion 114, and the second contact portion 221 and the first contact portion 221b may be spaced apart from each other.
  • the fourth point 221b where the two extensions 225 meet may also be spaced apart from the distal end 114.
  • a stopper 112a is further provided.
  • the stopper 112a protrudes from the bar 112, and the stopper 112a and the bar 112 may be one body, or a stopper 112a, which is a separate component, may be attached to the bar 112. have.
  • the portion of the stopper 112a in the direction of the second fixing ring 200 contacts the first extension part 215 of the first structure 210, whereby the first fixing ring 100 of the second fixing ring 200 is formed. It can serve to limit the position in the) direction.
  • the portion of the stopper 112a in the direction of the second fixing ring 200 may contact the second extension part 225 of the second structure 220.
  • the first fixing ring 100 may move in the direction of the second fixing ring 200. In this case, it is necessary to prevent the distal end portion 114 from escaping between the first contact portion 211 and the second contact portion 221 in the direction close to the second fixing ring 200.
  • a part of the stopper 112a in the direction of the second fixing ring 200 is connected to the first extension part 215 of the first complex 210. In contact with the second extension 225 of the second complex 220. This effectively prevents the distal end 114 from escaping between the first contact portion 211 and the second contact portion 221 in the direction close to the second fixing ring 200, and effectively prevents damage to the joint device. can do.
  • the present invention is not limited thereto.
  • Various modifications, such as an end in the direction of the fixing ring 100 and an end in the direction of the first fixing ring 100 of the second contact portion 221 may face the stopper 112a or contact the stopper 112a. It is possible.
  • the position of the end of the first fixing ring 100 in the direction of the first fixing ring 100 in the direction of the first fixing ring 100 or the direction of the first fixing ring 100 of the second flexure 220 is fixed.
  • the position of the end in the direction of the first fixing ring 100 can be limited.
  • FIG. 9 is a side conceptual view schematically showing a joint apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the articulation device according to the present embodiment differs from the articulation device according to the embodiment described above with reference to FIG. 3 in that it further includes a flexure connecting portion 212.
  • the flexure connector 212 may connect the first flexure 210 and the second flexure 220 as shown in FIG. 9.
  • the flexure connector 212 is a point where the first contact portion 211 and the first connection portion 213 of the first flexure 210 meet, and the second contact portion (2) of the second flexure 220.
  • the end portion 114 may be supported by connecting the point where the 221 and the second connection portion 223 meet.
  • the flexure connecting portion 212 By having such a flexure connecting portion 212, the elasticity of the connected first flexure 210 and the second flexure 220 is strengthened so that the distal end 114 is away from the second fixing ring 200 It is possible to prevent the escape between the first flexure 210 and the second flexure 220.
  • the flexure connector 212 may also have a stopper function that may prevent the distal end 114 from moving in a direction close to the second fixing ring 200.
  • FIG. 10 is a side conceptual view schematically showing a joint apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the first flexure 210 and the second flexure 220 extend from the second fixing ring 200 in the direction of the second fixing ring 100.
  • the flexure connector 212 connects the first flexure 210 and the second flexure 220.
  • the flexure connector 212 connects the end of the first fixing ring 100 in the direction of the first fixing ring 100 and the end of the first fixing ring 100 of the second flexure 220.
  • the flexure connector 212 may contact the distal end 114 rather than the first flexure 210 or the second flexure 220.
  • the flexure connector 212 may surround the distal end 114, so that the flexure connector 212 may have a concave shape in the direction of the second fixing ring 200 (-z direction).
  • the flexure connection part 212 stably surrounds and supports the distal end 114, so that the distal end 114 is moved away from the second fixing ring 200 with more reinforced elasticity. ) And the second flexure 220 may be prevented from escaping.
  • the flexure connector 212 may also have a stopper function to prevent the distal end 114 from moving in a direction close to the second fixing ring 200. Of course, it is necessary to prevent the distal end portion 114 from being separated from the flexure connector 212.
  • the distal end portion 114 has a first width t1 having the widest width, and a first width ring centered around the first portion in the direction of the first fixing ring 100 and having a second width t2.
  • the flexure connecting part 212 may cover the second part via the first part as well as the end of the second fixing ring direction 200 of the distal end 114.
  • FIG. 11 is a side conceptual view schematically illustrating a joint apparatus according to another exemplary embodiment of the present invention
  • the first contact part 211 may have a symmetrical shape with respect to the bar 112 of the extension 110.
  • FIG. 12 is a side conceptual view schematically showing a joint apparatus according to another embodiment of the present invention.
  • the artificial joint according to the present embodiment differs from the artificial joint described above with reference to FIG. 3 and the like, in that the first flexure 210 and the second flexure 220 support the distal end 114 more stably. to be.
  • the distal end 114 may have a first surface and a second surface facing each other, and a side surface connecting the first surface and the second surface as shown in FIG. 12.
  • the distal end 114 may have a shape similar to a disc or a flat cylinder.
  • the first flexure 210 may have a first flange portion 210a surrounding a portion of the side of the distal end 114.
  • the second flexure 220 may also have a second flange portion 220a surrounding a portion of the side of the distal end 114.
  • first flange portion 210a or the second flange portion 220a may be applied to the above-described embodiments, the following embodiments, and modifications thereof.
  • FIG. 13 is a perspective view illustrating a case in which the joint apparatus illustrated in FIGS. 1 to 3 is mounted on a finger of a human body.
  • the first fixing ring 100 and the second fixing ring 200 are mounted to the finger with the first joint J1 of the fingertip interposed therebetween.
  • the first fixing ring 100 is mounted on the fingertip
  • the second fixing ring 200 is mounted between the first joint J1 of the fingertip and the second joint J2 of the middle of the finger.
  • the extension 110 extends from the first fixing ring 100 in the direction of the second fixing ring 200.
  • the first flexure 210 and the second flexure 220 extend from the second fixing ring 200 in the direction of the first fixing ring 100.
  • the first contact portion of the first flexure 210 and the second contact portion of the second flexure 220 are engaged with each other near the distal end 114 of the extension 110 and the first joint J1 of the fingertip. .
  • the articulation device may smoothly move the first joint J1 of the finger.
  • the extension unit 110, the first flexure 210, and the second flexure 220 are positioned at both sides of the first joint J1 of the finger, thereby restraining the finger. In one joint J1, it can be prevented from moving in the direction other than the movement direction of the normal 1st joint J1. Through this, the joint apparatus may serve to protect the first joint J1 while smoothly moving in the normal direction of movement of the first joint J1.
  • the joint device may include a third fixing ring 300 in addition to the first fixing ring 100 and the second fixing ring 200 as shown in FIG. 13.
  • the third fixing ring 300 may be mounted on the finger such that the second joint J of the finger is located between the second fixing ring 200 and the third fixing ring 300.
  • the additional extension 230, the first additional flexure 310, and the second additional flexure 320 are located at both sides of the second joint J2 of the finger.
  • the second joint J2 of the finger does not move in a direction other than the normal direction of movement of the second joint J2.
  • the articulation device may serve to protect the second joint J2 while smoothly moving in the normal direction of movement of the second joint J2.
  • the configuration and connection structure of the extension 110 and the second extension 210 are similar to those of the joint apparatus according to the above-described embodiment with reference to FIGS. 1 to 3, but the present invention is limited thereto. It doesn't happen.
  • the configuration of the joint apparatus according to the above-described embodiments and modifications thereof with reference to FIGS. 4 to 12 may be positioned near the first joint J1 of the finger.
  • the configuration of the joint apparatus according to the above-described embodiments and modifications thereof with reference to FIGS. 4 to 12 may be positioned near the second joint J2 of the finger.
  • FIG. 14 is a side view schematically showing an example of using a joint device according to another embodiment of the present invention.
  • Joint device is similar to the joint device according to the embodiment described above with reference to Figure 1, the first fixing ring 100, the second fixing ring 200, the extension 110, the first flexure In addition to having a 210 and a second flexure 220, a plate 400, an additional extension 230, a first additional flexure 410, and a second additional flexure 420 are provided.
  • the first fixing ring 100 may be fixed to the thigh of the human body and the second fixing ring 200 may have the knee joint K positioned between the first fixing ring 100 and the second fixing ring 200. Can be fixed to the legs.
  • the plate 400 is located in an opposite direction to the first fixing ring 100 with respect to the second fixing ring 200.
  • the plate 400 may correspond to the shape of the bottom of a conventional shoe and a heel portion which is a part such as an heel and an ankle.
  • the plate 400 may have a shape bent to correspond to the sole of the human body and the vicinity of the Achilles tendon.
  • the additional extension 230 is an additional bar 232 extending in the direction of the plate 400 in the second fixing ring 200, and the additional end 234 located at the end of the plate 400 direction of the additional bar 232
  • the first additional flexure 410 extends in the direction of the second fixing ring 200 from the plate 400 and supports the additional end 234.
  • the second additional flexure 420 also extends in the direction of the second fixing ring 200 from the plate 400 and supports the additional end 234.
  • the first flexure 210 and the second flexure 220 are engaged with each other in the vicinity of the distal end 114 and the knee joint K of the extension 110.
  • the joint device can not only support the knee joint K of the leg, but also make the movement smoothly.
  • the first additional flexure 410 and the second additional flexure 420 are engaged with each other in the vicinity of the distal end 234 and the ankle joint of the additional extension 230. Through such a configuration, the joint device can not only support the ankle joint but also make the movement smoothly.
  • the knee joint K is provided with the extension 110, the first flexure 210, and the second flexure 220 on both sides of the knee joint K.
  • the knee joint K does not move in the direction other than the normal direction of movement.
  • the joint device may serve to protect the knee joint (K) while smoothly moving in the normal direction of movement of the knee joint (K).
  • the joint device may further have a fixing means (not shown) for fixing the plate 400 and the user's foot.

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Abstract

본 발명은 제1고정링과, 상기 제1고정링과 이격되어 배치된 제2고정링과, 상기 제1고정링에서 상기 제2고정링 방향으로 연장된 바아와 상기 바아의 상기 제2고정링 방향 말단에 위치한 말단부를 갖는 연장부와, 상기 제2고정링에서 상기 제1고정링 방향으로 연장되며 상기 말단부를 지지하는 제1플렉셔와, 상기 제2고정링에서 상기 제1고정링 방향으로 연장되며 상기 말단부를 지지하고 상기 연장부를 중심으로 상기 제1플렉셔의 반대편에 위치한 제2플렉셔를 구비하는, 관절장치를 제공한다.

Description

관절장치
본 발명은 관절장치에 관한 것으로서, 더 상세하게는 사전설정된 방향으로의 변형 자유도를 높일 수 있는 관절장치에 관한 것이다.
관절 장치는 동물, 인체, 기계장치 또는 각종 산업물품 등 광범위하게 적용되고 있다.
일반적으로 관절의 기능이라 하면 1) 사전설정된 방향으로의 운동 및 위치 복원, 2) 결합된 상태에서 일측과 타측이 한 개의 구조물을 형성, 3) 외부 힘이 가해지지 않을 때에는 한 개의 구조물로 있다가 특정 세기 이상의 외부 힘이 가해지면 분리, 4) 일단 분리되면 다시 원래 기능을 발휘하도록 재결합 가능 등을 들 수 있다.
관절 장치는 이러한 관절의 기능을 구비하여야 하지만, 종래의 일반적인 관절 장치는 상기 기능을 제한적으로 구비하는 한계를 갖고 있다(한국등록특허 제1132806호, 한국 공개특허공보 제2012-0020727호).
본 발명은 상기와 같은 문제점을 포함하여 여러 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 사전설정된 방향으로의 변형 자유도를 높일 수 있는 관절장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 그러나 이러한 과제는 예시적인 것으로, 이에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 관점에 따르면, 제1고정링과, 상기 제1고정링과 이격되어 배치된 제2고정링과, 상기 제1고정링에서 상기 제2고정링 방향으로 연장된 바아와 상기 바아의 상기 제2고정링 방향 말단에 위치한 말단부를 갖는 연장부와, 상기 제2고정링에서 상기 제1고정링 방향으로 연장되며 상기 말단부를 지지하는 제1플렉셔와, 상기 제2고정링에서 상기 제1고정링 방향으로 연장되며 상기 말단부를 지지하고 상기 연장부를 중심으로 상기 제1플렉셔의 반대편에 위치한 제2플렉셔를 구비하는, 관절장치가 제공된다.
상기 제1플렉셔 및 상기 제2플렉셔는 플렉서블할 수 있다.
상기 연장부, 상기 제1플렉셔 및 상기 제2플렉셔의 세트는 상기 제1고정링의 중심을 기준으로 상호 대응하도록 양측에 위치할 수 있다.
상기 말단부는 상호 대향된 제1면 및 제2면과, 상기 제1면과 상기 제2면을 연결하는 측면을 가지며, 상기 제1플렉셔와 상기 제2플렉셔는 상기 측면의 일부, 상기 제1면의 일부 및 상기 제2면의 일부를 감쌀 수 있다.
상기 제1플렉셔는 상기 말단부에 컨택하는 부분을 포함하는 제1컨택부와, 상기 제1컨택부와 상기 제2고정링을 연결하는 제1연결부를 갖고, 상기 제2플렉셔는 상기 말단부에 컨택하는 부분을 포함하는 제2컨택부와, 상기 제2컨택부와 상기 제2고정링을 연결하는 제2연결부를 가질 수 있다.
이때, 상기 말단부는 상기 제2고정링 방향의 끝단에 홈을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제1컨택부와 상기 제1연결부가 만나는 지점은 상기 말단부의 상기 홈에 대응하도록 위치하고, 상기 제2컨택부와 상기 제2연결부가 만나는 지점은 상기 말단부의 상기 홈에 대응하도록 위치할 수 있다.
한편, 상기 말단부는 가장 넓은 폭인 제1폭을 갖는 제1부분과, 제1부분을 중심으로 상기 제1고정링 방향에 위치하며 제2폭을 갖는 제2부분과, 제1부분을 중심으로 상기 제2고정링 방향에 위치하며 제3폭을 갖는 제3부분을 가지며, 상기 제1컨택부는 상기 말단부의 제3부분부터 제1부분을 거쳐 제2부분까지 감쌀 수 있다.
상기 제1컨택부와 상기 제1연결부가 만나는 지점과 상기 제2컨택부와 상기 제2연결부가 만나는 지점을 연결하고, 상기 말단부를 지지하는, 플렉셔연결부를 더 구비할 수 있다.
상기 제1플렉셔는 상기 제1컨택부를 중심으로 상기 제1연결부의 반대편에 위치하도록 상기 제1컨택부에 연결된 제1확장부를 갖고, 상기 제2플렉셔는 상기 제2컨택부를 중심으로 상기 제2연결부의 반대편에 위치하도록 상기 제2컨택부에 연결된 제2확장부를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 바아에서 돌출되어, 상기 제2고정링 방향의 부분이 상기 제1확장부 또는 상기 제2확장부에 컨택함으로써 상기 제2고정링의 상기 제1고정링 방향으로의 위치를 제한하는, 스토퍼를 더 구비할 수 있다.
한편, 상기 바아에서 돌출되어, 상기 제1플렉셔의 상기 제1고정링 방향의 끝단의 상기 제1고정링 방향으로의 위치 또는 상기 제2플렉셔의 상기 제1고정링 방향의 끝단의 상기 제1고정링 방향으로의 위치를 제한하는, 스토퍼를 더 구비할 수 있다.
상기 제2고정링을 중심으로 상기 제1고정링 방향의 반대방향에 위치한 제3고정링과, 상기 제2고정링에서 상기 제3고정링 방향으로 연장된 추가바아와 상기 추가바아의 상기 제3고정링 방향 말단에 위치한 추가말단부를 갖는 추가연장부와, 상기 제3고정링에서 상기 제2고정링 방향으로 연장되며 상기 추가말단부를 지지하는 제1추가플렉셔와, 상기 제3고정링에서 상기 제2고정링 방향으로 연장되며 상기 추가말단부를 지지하고 상기 추가연장부를 중심으로 상기 제1추가플렉셔의 반대편에 위치한 제2추가플렉셔를 더 구비할 수 있다.
상기 제2고정링을 중심으로 상기 제1고정링 방향의 반대방향에 위치한 플레이트와, 상기 제2고정링에서 상기 플레이트 방향으로 연장된 추가바아와 상기 추가바아의 상기 플레이트 방향 말단에 위치한 추가말단부를 갖는 추가연장부와, 상기 플레이트에서 상기 제2고정링 방향으로 연장되며 상기 추가말단부를 지지하는 제1추가플렉셔와, 상기 플레이트에서 상기 제2고정링 방향으로 연장되며 상기 추가말단부를 지지하고 상기 추가연장부를 중심으로 상기 제1추가플렉셔의 반대편에 위치한 제2추가플렉셔를 더 구비할 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 일 관점에 따르면, 제1고정링과, 상기 제1고정링과 이격되어 배치된 제2고정링과, 상기 제1고정링에서 상기 제2고정링 방향으로 연장된 바아와 상기 바아의 상기 제2고정링 방향 말단에 위치한 말단부를 갖는 연장부와, 상기 제2고정링에서 상기 제1고정링 방향으로 연장된 제1플렉셔와, 상기 제2고정링에서 상기 제1고정링 방향으로 연장된 제2플렉셔와, 상기 제1플렉셔의 상기 제1고정링 방향의 말단과 상기 제2플렉셔의 상기 제1고정링 방향의 말단을 연결하고 상기 말단부를 지지하는 플렉셔연결부를 구비하는, 관절장치가 제공된다.
상기 플렉셔연결부는 상기 말단부와 컨택할 수 있다. 나아가 상기 플렉셔연결부는 상기 말단부를 감쌀 수 있다. 이때, 상기 말단부는 가장 넓은 폭인 제1폭을 갖는 제1부분과, 제1부분을 중심으로 상기 제1고정링 방향에 위치하며 제2폭을 갖는 제2부분을 가지며, 상기 플렉셔연결부는 상기 말단부의 제1부분과 제2부분까지 감쌀 수 있다. 이 경우, 상기 플렉셔연결부는 상기 제2고정링 방향으로 오목한 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 관점에 따르면, 제1고정링과, 상기 제1고정링과 이격되어 배치된 제2고정링과, 상기 제1고정링에서 상기 제2고정링 방향으로 연장된 바아와 상기 바아의 상기 제2고정링 방향 말단에 위치한 말단부를 갖는 연장부와, 상기 제2고정링에서 상기 제1고정링 방향으로 연장되며 상기 바아를 중심으로 대칭인 형상을 가지며 상기 말단부에 컨택하는 부분을 포함하는 제1컨택부와 상기 제1컨택부와 상기 제2고정링을 연결하는 제1연결부를 갖는 제1플렉셔를 구비하는, 관절장치가 제공된다.
상기 말단부는 가장 넓은 폭인 제1폭을 갖는 제1부분과, 제1부분을 중심으로 상기 제1고정링 방향에 위치하며 제2폭을 갖는 제2부분을 가지며, 상기 제1컨택부는 상기 말단부의 제1부분과 제2부분까지 감쌀 수 있다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사전설정된 방향으로의 변형 자유도를 높일 수 있는 관절장치를 구현할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치 및 이 관절장치가 장착될 수 있는 인체 부위를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 관절장치를 이용하는 사용예를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 3은 도 1의 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
도 4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 관절장치의 사용예를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
도 7은 도 6의 관절장치를 이용하는 사용예를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치 및 이를 이용하는 사용예를 개략적으로 도시하는 사시도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치 및 이를 이용하는 사용예를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있는 것으로, 이하의 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 또한 설명의 편의를 위하여 도면에서는 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께, 길이, 개수 모양 등은 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다. 이때 도시된 상기 각 축의 교차되는 원점에서 기호가 도시된 방향이 각 축의 +방향임을 의미한다.
한편, 층, 막, 영역, 판 등의 각종 구성요소가 다른 구성요소 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 구성요소 "바로 상에" 있는 경우뿐 아니라 그 사이에 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치 및 이 관절장치가 장착될 인체 부위를 개략적으로 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 관절장치를 이용하는 사용자가 무릎을 살짝 구부린 상태를 개략적으로 도시하는 측면도이며, 도 3은 도 1의 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다. 참고로 도 3은 단면도는 아니지만 각 구성요소들의 관계를 명확히 표현하기 위한 수단으로 해칭을 표시하였다. 이는 후술하는 실시예들을 도시하는 측면 개념도들에서도 마찬가지이다.
본 실시예에 따른 관절장치는 제1고정링(100), 제2고정링(200), 연장부(110), 제1플렉셔(210) 및 제2플렉셔(220)를 구비한다.
제1고정링(100)과 제2고정링(200)은 상호 이격되어 배치되는데, 도 2에 도시된 것과 같이 인체 등의 관절의 상하부(또는 전후)에 각각 장착되거나 탈착될 수 있다. 이러한 장착이나 탈착을 위해, 도면에서는 도시하지 않았으나, 제1고정링(100)과 제2고정링(200) 각각은 인체 등에 탈부착이 가능하도록 개구부 및 잠금장치를 가질 수 있다. 예컨대 제1고정링(100)과 제2고정링(200) 각각은 2개의 반원링이 경첩 등에 의해 연결되며, 경첩이 위치한 부분의 반대편에 2개의 반원링을 결합시키는 잠금장치가 있을 수 있다.
연장부(110)는 바아(112)와 말단부(114)를 갖는다. 바아(112)는 제1고정링(100)에서 제2고정링(200) 방향으로 연장되며, 말단부(114)는 바아(112)의 제2고정링(200) 방향 말단에 위치한다. 바아(112)는 도 1에 도시된 것과 같이 원기둥 형태를 가질 수 있다. 물론 바아(112)의 형태는 이에 한정되지 않으며, 단면이 원, 타원 또는 다각형을 갖는 기둥 형상일 수 있다. 말단부(114)는 다양한 형상을 가질 수 있는데, 예컨대 도 1에 도시된 것과 같이 말단부(114)는 원판 또는 원기둥과 유사한 형상을 가질 수 있다. 도 1에서는 y축 방향으로 중심축을 갖는 원판 또는 원기둥인 것으로 도시하고 있다. 물론 말단부(114)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니며, 구형 형상을 가질 수도 있다. 물론 말단부(114)는 그 단면이 원, 타원, 다각형 면 또는 그들의 조합 등의 다양한 형상을 가질 수 있다.
도 3에서는 바아(112)가 제1고정링(100)에 직접 부착된 것으로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 바아(112)와 제1고정링(100) 사이에 스프링 등과 같은 탄성체가 개재될 수도 있다. 또는 바아(112) 자체가 탄성을 가진 물질로 형성될 수도 있다. 바람직하게는 본 실시예 및 후술하는 실시예들이나 변형예들에 있어서 연장부(110)는 그 구성이나 재료가 강성과 탄성을 갖도록 하는 것이 바람직하다.
제1플렉셔(210)는 제2고정링(200)에서 제1고정링(100) 방향으로 연장된다. 그리고 제1플렉셔(210)는 연장부(110)를 지지한다. 구체적으로, 제1플렉셔(210)는 연장부(110)의 말단부(114)를 지지한다. 그리고 제2플렉셔(220)도 제2고정링(200)에서 제1고정링(100) 방향으로 연장된다. 그리고 제2플렉셔(220)도 연장부(110)를 지지한다. 구체적으로, 제2플렉셔(220)는 제1플렉셔(210)와 함께 연장부(110)의 말단부(114)를 지지한다.
이와 같이 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220)는 연장부(110)를 중심으로 양측(+x 방향과 -x 방향)에서 말단부(114)를 지지한다. 즉, 제2플렉셔(220)는 연장부(112)를 중심으로 제1플렉셔(210) 반대편에 위치할 수 있다. 이때 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220)는 말단부(114)를 지지하는 역할 외에도, 말단부(114)가 제2고정링(200)으로부터 멀어지는 방향으로 빠져나가는 것을 방지하는 역할도 할 수 있다. 이를 위해 말단부(114)의 가장 두꺼운 부분의 두께(t1)가 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220) 사이의 최소거리보다 더 두껍도록 할 수 있다.
이러한 제1플렉셔(210)는 다양한 형상을 가질 수 있는데, 예컨대 도 3에 도시된 것과 같이 제1컨택부(211), 제1연결부(213) 및 제1확장부(215)를 가질 수 있다. 제1컨택부(211)는 말단부(114)와 컨택할 수 있다. 제1연결부(213)는 제1컨택부(211)와 제2고정링(200)을 연결한다. 제1확장부(215)는 제1컨택부(211)를 중심으로 제1연결부(213)의 반대편에 위치하도록 제1컨택부(211)에 연결되어 있다. 즉, 제1확장부(215)는 제1플렉셔(210)의 제1고정링(100) 방향의 끝단으로 이해될 수 있다. 물론 경우에 따라서는 제1플렉셔(210)가 제1확장부(215)를 갖지 않을 수도 있다. 이는 후술하는 실시예들 및 그 변형예들에 있어서도 마찬가지이다. 이러한 제1플렉셔(210)는 플렉서블 특성을 가질 수 있다. 이는 후술하는 것과 같은 탄성 복원력에 의해 관절 장치의 작동이 원활하도록 하기 위함이다.
제2플렉셔(220)도 다양한 형상을 가질 수 있는데, 예컨대 도 3에 도시된 것과 같이 제2컨택부(221), 제2연결부(223) 및 제2확장부(225)를 가질 수 있다. 제2컨택부(221)는 말단부(114)와 컨택할 수 있다. 제2연결부(223)는 제2컨택부(221)와 제2고정링(200)을 연결한다. 제2확장부(225)는 제2컨택부(221)를 중심으로 제2연결부(223)의 반대편에 위치하도록 제2컨택부(221)에 연결되어 있다. 즉, 제2확장부(225)는 제2플렉셔(220)의 제1고정링(100) 방향의 끝단으로 이해될 수 있다. 물론 경우에 따라서는 제2플렉셔(220)가 제2확장부(225)를 갖지 않을 수도 있다. 이러한 제2플렉셔(220)는 플렉서블 특성을 가질 수 있다. 이는 후술하는 것과 같은 탄성 복원력에 의해 관절 장치의 작동이 원활하도록 하기 위함이다.
물론 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 제1플렉셔(210)는 플렉서블한 판형 구조물로써 적어도 한 개 이상의 절곡, 만곡, 뒤틀림에 의해 제1컨택부(211), 제1연결부(213) 및 제1확장부(215)의 기능들을 포함할 수 있으면 족하다. 이는 후술하는 실시예들이나 그 변형예들에 있어서도 마찬가지이며 제2플렉셔(220)의 경우에도 마찬가지이다.
한편, 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 연장부(110)가 제1고정링(100)의 중심을 기준으로 상호 대응하도록 양측(+y 방향과 -y 방향)에 위치하고, 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220) 역시 마찬가지로 제1고정링(100)의 중심을 기준으로 상호 대응하도록 양측(+y 방향과 -y 방향)에 위치하도록 할 수 있다. 즉, 연장부(110), 제1플렉셔(210) 및 제2플렉셔(220)의 세트가 제1고정링(100)의 중심을 기준으로 상호 대응하도록 양측(+y 방향과 -y 방향)에 위치하도록 할 수 있다. 이와 같은 경우 도 1에 도시된 것과 같은 관절장치는 사전설정된 한쪽 방향으로 더욱 수월하게 움직이게 된다. 예컨대 도 1에 도시된 것과 같은 관절장치의 경우, 제1고정링(100)의 위치가 움직이지 않고 고정된 상태이며 z축이 제1고정링(100)의 중심을 지나는 것으로 정의하면, 제2고정링(200)의 중심이 zx평면 내에서 대략 단진자운동 궤적을 따라 움직일 수 있다. 이와 같이 본 실시예에 따른 관절장치의 경우, 인체의 무릎관절이나 손가락 관절 등과 같이 사전설정된 방향으로 더욱 수월하게 움직이고 다른 방향으로는 움직임이 제한되는 기능을 구현할 수 있다.
도 1 내지 도 3에서는 제1고정링(100)과 제2고정링(200)이 균일한 두께를 갖는 것으로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 제1고정링(100)은 두께가 얇은 박형부분을 갖고, 연장부(110)가 그 박형부분에 위치하도록 할 수 있다. 그러한 박형부분은 그 두께가 제1고정링(100)의 다른 부분보다 얇기에, 상대적으로 플렉서블 특성을 가질 수 있다. 이를 통해 관절장치를 사용할 시 인가되는 외부로부터의 하중이나 충격 등이 존재할 시, 박형부분을 통해 효과적으로 흡수되도록 할 수 있다. 이는 후술하는 실시예들 및 그 변형예들에 있어서도 마찬가지이다.
이와 같은 관절장치는 금속 및/또는 합성수지 등으로 형성될 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉 상기 관절장치는 모든 종류의 강성, 탄성 또는 유연성을 갖는 재질들을 독자적으로 또는 복합적으로 사용하여 개별 구성요소들이 필요에 따라 강성, 탄성 또는 유연성이 조절되어 구비될 수 있다. 이는 후술하는 실시예들 및 그 변형예들에 있어서도 마찬가지이다.
한편, 도 1과 도 2에서는 관절장치의 사용시 제1고정링(100)이 (+z 방향) 상부에 위치하고 제2고정링(200)이 (-z 방향) 하부에 위치하는 것으로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 그 반대로 제2고정링(200)이 (+z 방향) 상부에 위치하고 제1고정링(100)이 (-z 방향) 하부에 위치하도록 하여 관절장치를 사용할 수도 있다. 이는 예컨대 도 1과 도 2에 도시된 것과 같이 제1고정링(100)이 (+z 방향) 상부에 위치하고 제2고정링(200)이 (-z 방향) 하부에 위치한 상태에서, 바아(112)가 제2고정링(200)에 위치하여 제1고정링(100)을 향한 방향으로 연장되고 바아(112)의 제1고정링(100) 방향 말단에 말단부(114)가 위치하며, 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220)가 제1고정링(100)에 위치하여 제2고정링(200) 방향으로 연장되며, 이 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220)가 말단부(114)를 지지하는 구성으로 이해될 수도 있다.
본 발명의 관절장치는 모든 구성 요소들이 강성 및 탄성을 갖는 것이 바람직하다. 그 중에서도 특히 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220)가 다른 부분보다 더욱 탄성을 갖도록 구비하는 것이 바람직하다.
도 1 내지 도 3을 이용하여 본 발명 관절장치가 사용자에 의해 착용 되어 작동 되는 예시를 설명하고자 한다. 도 1에는 사용자가 본 발명 관절장치를 착용하여 직립하여 서있는 상태를 묘사한다. 이때 연장부(110)의 말단부(114)는 제1플렉쳐(210)와 제2플렉쳐(220)에 의해 파지되어 있다. 물론 제1플렉쳐(210)나 제2플렉쳐(220)는 말단부(114)를 탄성적으로 파지하기 위해, 도 3 등에 도시된 것과 달리 살짝 휘어진 상태일 수 있다.
만일 사용자가 도 2에 도시된 것과 같이 무릎을 구부리는 동작을 취할 경우, 제2고정링(200)은 +x 및 +z 방향으로 움직이며, 제1플렉쳐(210)와 제2플렉쳐(220)가 움직이거나 휘어지는 등 변형되게 된다. 예컨대 제2플렉쳐(220)의 제2컨택부(221)와 제2확장부(225)가 만나는 지점이 바아(112)에 컨택하게 되면서 제2플렉쳐(220)의 형태가 휘어지는 등 변형될 수 있다. 이와 같은 상태에서 제2플렉쳐(220)는 제2고정링(200)을 원래의 위치로 움직이게 하려는 탄성 복원력을 발휘하게 되고, 이러한 탄성 복원력은 무릎 부위가 직립상태를 유지해야 하는 사용자가 무릎을 용이하게 다시 펼 수 있도록 도와줄 수 있다. 또한 사용자가 의도하지 않은 외력에 의해 무릎이 구부러졌을 때, 도 2에 도시된 것과 같이 구부러진 무릎을 원 상태인 도 1에 도시된 것과 같은 직립 상태로 복원시킬 수 있도록 도움을 줄 수 있다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 것과 같이 말단부(114)는 가장 넓은 폭인 제1폭(t1)을 갖는 제1부분과, 제1부분을 중심으로 제1고정링(100) 방향에 위치하며 제2폭(t2)을 갖는 제2부분과, 제1부분을 중심으로 제2고정링(200) 방향에 위치하며 제3폭(t3)을 갖는 제3부분을 가질 수 있다. 그리고 제1컨택부(211)는 말단부(114)의 제3부분부터 제1부분을 거쳐 제2부분까지 감쌀 수 있다. 물론 제2컨택부(221) 역시 말단부(114)의 제3부분부터 제1부분을 거쳐 제2부분까지 감쌀 수 있다. 이를 통해 말단부(114)가 제2고정링(200)으로부터 멀어지는 방향으로 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220) 사이로 빠져나가는 것을 방지하는 역할도 할 수 있다. 물론 이와 같은 구성을 통해 말단부(114)가 제2고정링(200)에 가까워지는 방향으로 제1컨택부(211)와 제2컨택부(221) 사이를 빠져나가는 것을 방지하는 역할도 할 수 있다.
한편 도 3에서는 제1컨택부(211)와 제2컨택부(221)가 그 전 영역에 걸쳐서 말단부(114)와 컨택하고 있는 것으로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도인 도 4에 도시된 것과 같이, 제1컨택부(211)는 적어도 일 지점에서 말단부(114)와 컨택하고 있으면 족하고, 제2컨택부(221) 역시 적어도 일 지점에서 말단부(114)와 컨택하고 있으면 족하다.
예컨대 제1컨택부(211)와 제2컨택부(221)는 각각 두 지점들에서 말단부(114)와 컨택할 수 있다. 구체적으로, 제1컨택부(211)와 제1연장부(213)가 만나는 제1지점(211a)과, 제1컨택부(211)와 제1확장부(215)가 만나는 제2지점(211b), 이 두 지점들에서 제1컨택부(211)가 말단부(114)와 컨택할 수 있다. 즉, 제1컨택부(211)의 제1지점(211a)과 제2지점(211b) 사이의 부분은 말단부(114)와 컨택하지 않을 수도 있다. 제2컨택부(221) 역시 제2컨택부(221)와 제2연장부(223)가 만나는 제3지점(221a)과, 제2컨택부(221)와 제2확장부(225)가 만나는 제4지점(221b), 이 두 지점들에서 제2컨택부(221)가 말단부(114)와 컨택할 수 있다. 즉, 제2컨택부(221)의 제3지점(221a)과 제4지점(221b) 사이의 부분은 말단부(114)와 컨택하지 않을 수도 있다.
물론 제1컨택부(211)나 제2컨택부(221)의 말단부(114)와의 컨택 방식이 언제나 고정적이지는 않을 수도 있다. 예컨대 도 1에 도시된 것과 같이 사용자가 본 발명 관절장치를 착용하여 직립하여 서있는 상태에서는 도 3에 도시된 것과 같이 제1컨택부(211)와 제2컨택부(221)는 그 전 영역에 있어서 말단부(114)와 컨택할 수 있다.
이 상태에서 만일 사용자가 도 2에 도시된 것과 같이 무릎을 구부리는 동작을 취할 경우, 제2고정링(200)은 +x 및 +z 방향으로 움직이며, 제2플렉쳐(220)가 움직이거나 휘어지는 등 변형될 수 있다. 구체적으로 도 5에 도시된 것과 같이, 제1컨택부(211)는 여전히 전 영역에서 말단부(114)와 컨택하고, 제2컨택부(221)는 변형되어 제2컨택부(221)와 제2연장부(223)가 만나는 제3지점(221a)과, 제2컨택부(221)와 제2확장부(225)가 만나는 제4지점(221b), 이 두 지점들에서만 제2컨택부(221)가 말단부(114)와 가압 상태로 컨택할 수 있다. 즉, 제2컨택부(221)의 제3지점(221a)과 제4지점(221b) 사이의 부분은 말단부(114)와 컨택하지 않을 수도 있다.
이는 사용자가 도 2에 도시된 것과 같이 무릎을 구부리는 동작을 취하여 제2고정링(200)이 +x 및 +z 방향으로 움직임에 따라, 제2컨택부(221)와 제2확장부(225)가 만나는 제4지점(221b)이 바아(112)와 말단부(114)의 경계 부근에서 바아(112)와 컨택함에 따라 그 제4지점(221b)의 움직임이 물리적으로 제한되기 때문이다. 이와 같은 상태에서 형태가 변형된 제2플렉쳐(220)는 제2고정링(200)을 원래의 위치로 움직이게 하려는 탄성 복원력을 발휘하게 되고, 이러한 탄성 복원력은 무릎 부위가 직립상태를 유지해야 하는 사용자로 하여금 무릎을 구부리지 않게 도와줄 수 있다. 또한 사용자가 의도하지 않은 외력에 의해 무릎이 구부러졌을 때, 도 2 및 도 5에 도시된 것과 같이 구부러진 무릎을 원 상태인 도 1 및 도 3에 도시된 것과 같은 직립 상태로 복원시킬 수 있도록 도움을 줄 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다. 도 6에 도시된 것과 같이, 본 실시예에 따른 관절장치의 경우 말단부(114)가 제2고정링(200) 방향의 끝단에 홈(114a)을 갖는다. 그리고 제1컨택부(211)와 제1연결부(213)가 만나는 제1지점(211a)은 말단부(114)의 홈(114a)에 대응하도록 위치하고, 제2컨택부(221)와 제2연결부(223)가 만나는 제3지점(221a)도 말단부(114)의 홈(114a)에 대응하도록 위치한다. 물론 제1지점(211a)과 제3지점(221a)은 상호 컨택하지 않고 이격된 상태이다. 이때 제1컨택부(211)와 제1확장부(215)가 만나는 제2지점(211b)은 말단부(114)에 컨택한 상태일 수 있고, 제2컨택부(221)와 제2확장부(225)가 만나는 제4지점(221b)도 말단부(114)에 컨택한 상태일 수 있다.
그와 같은 상태에서 예컨대 -z 방향으로 과도한 외력이 관절장치의 제1고정링(100)에 작용할 시 제1고정링(100)이 제2고정링(200) 방향으로 움직이게 될 수 있다. 이때 말단부(114)가 제2고정링(200)에 가까워지는 방향으로 제1컨택부(211)와 제2컨택부(221) 사이를 빠져나가는 것이 방지되도록 할 필요가 있다.
본 실시예에 따른 관절장치의 경우 전술한 것과 같이 말단부(114)가 제2고정링(200) 방향의 끝단에 홈(114a)을 갖고, 제1컨택부(211)의 제1지점(211a)과 제2컨택부(221)의 제3지점(221a)이 말단부(114)의 홈(114a)에 대응하도록 위치한다. 따라서 그와 같은 상태에서 과도한 외력이 제1고정링(100)에 작용하여 제1고정링(100)이 제2고정링(200) 방향으로 움직이게 될 시, 도 6의 관절장치를 이용하는 사용예를 개략적으로 도시하는 측면 개념도인 도 7에 도시된 것과 같이, 말단부(114)가 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220)를 누르는 힘에 의해 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220)가 변형되어, 제1지점(211a)과 제3지점(221a)이 상호 컨택하게 된다. 물론 이 과정에서 제1컨택부(211)와 제1확장부(215)가 만나는 제2지점(211b)은 말단부(114)로부터 이격된 상태가 될 수 있고, 제2컨택부(221)와 제2확장부(225)가 만나는 제4지점(221b) 역시 말단부(114)로부터 이격된 상태가 될 수 있다.
이와 같이 과도한 외력이 관절장치에 작용하여 제1고정링(100)이 제2고정링(200) 방향으로 움직이게 될 시 제1지점(211a)과 제3지점(221a)이 상호 컨택하게 된다. 이를 통해 말단부(114)가 제2고정링(200) 방향으로 제1컨택부(211)와 제2컨택부(221) 사이를 빠져나는 것이 효과적으로 방지되도록 할 수 있다. 물론 외력이 사라지게 되면 제1플렉쳐(210)와 제2플렉쳐(220)의 플렉서블 특성에 의해 다시 도 6에 도시된 것과 같은 형태로 돌아가도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다. 본 실시예에 따른 관절장치의 경우, 스토퍼(112a)를 더 구비한다. 스토퍼(112a)는 바아(112)에서 돌출되는데, 스토퍼(112a)와 바아(112)는 일체(一體)일 수도 있고, 별도의 구성물인 스토퍼(112a)가 바아(112) 상에 부착된 것일 수도 있다. 이러한 스토퍼(112a)의 제2고정링(200) 방향의 부분은 제1플렉쳐(210)의 제1확장부(215)에 컨택함으로써, 제2고정링(200)의 제1고정링(100) 방향으로의 위치를 제한하는 역할을 할 수 있다. 물론 스토퍼(112a)의 제2고정링(200) 방향의 부분은 제2플렉쳐(220)의 제2확장부(225)에도 컨택할 수 있다.
과도한 외력이 관절장치에 작용할 시 제1고정링(100)이 제2고정링(200) 방향으로 움직이게 될 수 있다. 이때 말단부(114)가 제2고정링(200)에 가까워지는 방향으로 제1컨택부(211)와 제2컨택부(221) 사이를 빠져나가는 것이 방지되도록 할 필요가 있다. 본 실시예에 따른 관절장치의 경우 과도한 외력이 관절장치에 작용할 시, 스토퍼(112a)의 제2고정링(200) 방향의 부분이 제1플렉쳐(210)의 제1확장부(215)과 제2플렉쳐(220)의 제2확장부(225)와 컨택하게 된다. 이를 통해 말단부(114)가 제2고정링(200)에 가까워지는 방향으로 제1컨택부(211)와 제2컨택부(221) 사이를 빠져나가는 것을 효과적으로 방지하고 관절장치가 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 8에서는 제1플렉쳐(210)가 제1확장부(215)를 갖고 제2플렉쳐(220)가 제2확장부(225)를 갖는 것으로 도시하고 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 제1플렉쳐(210)가 제1확장부(215)를 갖지 않고 제2플렉쳐(220)도 제2확장부(225)를 갖지 않은 상태에서, 제1컨택부(211)의 제1고정링(100) 방향의 끝단과 제2컨택부(221)의 제1고정링(100) 방향의 끝단이 스토퍼(112a)를 향하거나 스토퍼(112a)와 컨택하도록 할 수도 있는 등, 다양한 변형이 가능하다. 이를 통해 제1플렉셔(210)의 제1고정링(100) 방향의 끝단의 제1고정링(100) 방향으로의 위치 또는 제2플렉셔(220)의 제1고정링(100) 방향의 끝단의 제1고정링(100) 방향으로의 위치를 제한할 수 있다.
도 9는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다. 본 실시예에 따른 관절장치가 도 3을 참조하여 전술한 실시예에 따른 관절장치와 상이한 점은, 플렉셔연결부(212)를 더 구비한다는 점이다. 플렉셔연결부(212)는 도 9에 도시된 것과 같이 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220)를 연결할 수 있다. 구체적으로, 플렉셔연결부(212)는 제1플렉셔(210)의 제1컨택부(211)와 제1연결부(213)가 만나는 지점과, 제2플렉셔(220)의 제2컨택부(221)와 제2연결부(223)가 만나는 지점을 연결하여, 말단부(114)를 지지할 수 있다. 이와 같은 플렉셔연결부(212)가 존재하도록 함으로써, 연결된 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220)의 탄성이 강화되어 말단부(114)가 제2고정링(200)으로부터 멀어지는 방향으로 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220) 사이로 빠져나가는 것을 방지할 수 있다. 또한, 플렉셔연결부(212)는 말단부(114)가 제2고정링(200)과 가까운 방향으로 움직이는 것을 방지할 수 있는 스토퍼 기능도 가질 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다. 도 10에 도시된 것과 같이, 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220)는 제2고정링(200)으로부터 제2고정링(100) 방향으로 연장된다. 이때, 플렉셔연결부(212)가 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220)를 연결한다. 구체적으로, 플렉셔연결부(212)는 제1플렉셔(210)의 제1고정링(100) 방향의 말단과 제2플렉셔(220)의 제1고정링(100) 방향의 말단을 연결하며, 말단부(114)를 지지한다. 이를 위해 제1플렉셔(210)나 제2플렉셔(220)가 아닌 플렉셔연결부(212)가 말단부(114)와 컨택할 수 있다. 나아가 플렉셔연결부(212)는 말단부(114)를 감쌀 수 있는데, 이에 따라 플렉셔연결부(212)는 제2고정링(200) 방향(-z 방향)으로 오목한 형상을 가질 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 플렉셔연결부(212)로 말단부(114)를 안정적으로 감싸고 지지하여, 더욱 강화된 탄성으로 말단부(114)가 제2고정링(200)으로부터 멀어지는 방향으로 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220) 사이로 빠져나가는 것을 방지할 수 있다. 또한 플렉셔연결부(212)는 말단부(114)가 제2고정링(200)과 가까운 방향으로 움직이는 것을 방지할 수 있는 스토퍼 기능도 가질 수 있다. 물론 말단부(114)가 플렉셔연결부(212)로부터 이탈하는 것도 방지할 필요가 있다. 이를 위해, 말단부(114)가 가장 넓은 폭인 제1폭(t1)을 갖는 제1부분과, 제1부분을 중심으로 제1고정링(100) 방향에 위치하며 제2폭(t2)을 갖는 제2부분을 가질 경우, 플렉셔연결부(212)가 말단부(114)의 제2고정링 방향(200)의 끝단은 물론 제1부분을 거쳐 제2부분까지 감싸도록 할 수 있다.
지금까지는 인공관절이 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220)를 갖는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도인 도 11에 도시된 것과 같이, 제1플렉셔(210)만을 가질 수도 있다. 이 경우 제1플렉셔(210)가 말단부(114)를 안정적으로 지지하도록 하기 위하여, 제1컨택부(211)는 연장부(110)의 바아(112)를 중심으로 대칭인 형상을 가질 수 있다. 구체적으로, 말단부(114)는 가장 넓은 폭인 제1폭(t1)을 갖는 제1부분과, 제1부분을 중심으로 제1고정링(100) 방향에 위치하며 제2폭(t2)을 갖는 제2부분을 가지며, 바아(114)를 중심으로 대칭인 제1컨택부(211)는 말단부(114)의 제1부분과 제2부분까지 감싸도록 할 수 있다. 물론 제1연결부(213)는 제1컨택부(211)와 제2고정링(200)을 연결한다.
도 12는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 개략적으로 도시하는 측면 개념도이다. 본 실시예에 따른 인공관절이 도 3 등을 참조하여 전술한 인공관절과 상이한 점은, 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220)가 말단부(114)를 더욱 안정적으로 지지한다는 점이다.
구체적으로 말단부(114)는 도 12에 도시된 것과 같이 상호 대향된 제1면 및 제2면, 그리고 제1면과 제2면을 연결하는 측면을 가질 수 있다. 예컨대 도 12에 도시된 것과 같이 말단부(114)는 원판 또는 납작한 원기둥과 유사한 형상을 가질 수 있다. 이때 제1플렉셔(210)는 말단부(114)의 측면의 일부를 감싸는 제1플랜지부(210a)를 가질 수 있다. 제2플렉셔(220) 역시 말단부(114)의 측면의 일부를 감싸는 제2플랜지부(220a)를 가질 수 있다. 이러한 구성을 통해, 인체의 무릎관절이나 손가락 관절 등과 같이 사전설정된 방향으로 더욱 수월하게 움직이고 (-y 방향이나 +y 방향과 같은) 다른 방향으로는 움직임이 제한되는 기능을 더욱 확실하게 구현할 수 있다. 물론 이와 같인 제1플랜지부(210a)나 제2플랜지부(220a)의 구성은 전술한 실시예들이나 후술하는 실시예들 및 그 변형예들에 대해서도 적용될 수 있다.
도 13은 도 1 내지 도 3에 도시된 관절장치가 인체의 손가락에 장착된 경우를 도시하는 사시도이다.
도 13에 도시된 것과 같이 제1고정링(100)과 제2고정링(200)이 손가락 끝의 제1관절(J1)을 사이에 두고 손가락에 장착된다. 제1고정링(100)이 손가락 끝 부분에 장착되고, 제2고정링(200)은 손가락 끝의 제1관절(J1)과 손가락 중간의 제2관절(J2) 사이에 장착된다. 연장부(110)는 제1고정링(100)으로부터 제2고정링(200) 방향으로 연장된다. 제1플렉셔(210)와 제2플렉셔(220)는 제2고정링(200)으로부터 제1고정링(100) 방향으로 연장된다. 제1플렉셔(210)의 제1컨택부와 제2플렉셔(220)의 제2컨택부는 연장부(110)의 말단부(114)와 손가락 끝의 제1관절(J1) 근방에서 서로 맞물린다. 이와 같은 구성을 통해 관절장치는 손가락의 제1관절(J1)에서의 움직임이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
또한 관절장치는 도 13에 도시된 것과 같이 손가락의 제1관절(J1) 양측에 연장부(110), 제1플렉셔(210) 및 제2플렉셔(220)가 위치하도록 함으로써, 손가락의 제1관절(J1)에서 통상적인 제1관절(J1)의 움직임 방향 이외의 방향으로는 움직이지 않게 할 수 있다. 이를 통해 관절장치는 제1관절(J1)에서의 통상적인 움직임 방향으로는 움직임이 원활하게 하면서도, 제1관절(J1)을 보호하는 역할도 할 수 있다.
한편, 관절장치는 도 13에 도시된 것과 같이 제1고정링(100)과 제2고정링(200) 외에도 제3고정링(300)을 구비할 수 있다. 제3고정링(300)은 손가락의 제2관절(J)이 제2고정링(200)과 제3고정링(300) 사이에 위치하도록 손가락에 장착될 수 있다.
추가연장부(230)는 제2고정링(200)으로부터 제3고정링(300) 방향으로 연장된다. 추가연장부(230)는 추가바아(232)와 추가말단부(234)를 갖는다. 추가연장부(230)는 연장부(110)와 유사한 구성을 가질 수 있다. 제1추가플렉셔(310)와 제2추가플렉셔(320)는 제3고정링(300)으로부터 제2고정링(200) 방향으로 연장된다. 제1추가플렉셔(310) 및 제2추가플렉셔(320)는 제1플렉셔(210) 및 제2플렉셔(220)와 유사한 구성을 가질 수 있다. 추가연장부(230)의 추가말단부(234)는, 제1추가플렉셔(310) 및 제2추가플렉셔(320)와 손가락 중간의 제2관절(J2) 근방에서 서로 컨택한다. 이와 같은 구성을 통해 관절장치는 손가락의 제2관절(J2)에서의 움직임이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
또한 관절장치는 도 13에 도시된 것과 같이 손가락의 제2관절(J2) 양측에 추가연장부(230), 제1추가플렉셔(310) 및 제2추가플렉셔(320)가 위치하도록 함으로써, 손가락의 제2관절(J2)에서 통상적인 제2관절(J2)의 움직임 방향 이외의 방향으로는 움직이지 않게 된다. 이를 통해 관절장치는 제2관절(J2)에서의 통상적인 움직임 방향으로는 움직임이 원활하게 하면서도, 제2관절(J2)을 보호하는 역할도 할 수 있다.
도 13에서는 연장부(110)와 제2연장부(210)의 구성 및 연결구조가 도 1 내지 도 3을 참조하여 전술한 실시예에 따른 관절장치와 유사한 것으로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 4 내지 도 12를 참조하여 전술한 실시예들 및 그 변형예들에 따른 관절장치의 구성이 손가락의 제1관절(J1) 근방에 위치하도록 할 수 있다. 물론 도 4 내지 도 12를 참조하여 전술한 실시예들 및 그 변형예들에 따른 관절장치의 구성이 손가락의 제2관절(J2) 근방에 위치하도록 할 수도 있다.
도 14는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 관절장치를 이용하는 사용예를 개략적으로 도시하는 측면도이다.
본 실시예에 따른 관절장치는 도 1을 참조하여 전술한 실시예에 따른 관절장치와 유사하게 제1고정링(100), 제2고정링(200), 연장부(110), 제1플렉셔(210) 및 제2플렉셔(220)를 갖는 것 외에, 플레이트(400), 추가연장부(230), 제1추가플렉셔(410) 및 제2추가플렉셔(420)를 구비한다.
제1고정링(100)은 인체의 허벅지에 고정될 수 있고 제2고정링(200)은 무릎관절(K)이 제1고정링(100)과 제2고정링(200) 사이에 위치하도록 인체의 다리에 고정될 수 있다. 플레이트(400)는 제2고정링(200)을 중심으로 제1고정링(100) 방향의 반대방향에 위치한다. 이 플레이트(400)는 통상적인 신발의 밑바닥, 그리고 발꿈치와 발목 등 부위인 뒤축 부분의 형상에 대응할 수 있다. 예컨대 플레이트(400)는 인체의 발바닥과 아킬레스건 부근에 대응하도록 절곡된 형상을 가질 수 있다.
추가연장부(230)는 제2고정링(200)에서 플레이트(400) 방향으로 연장된 추가바아(232)와, 이 추가바아(232)의 플레이트(400) 방향 말단에 위치한 추가말단부(234)를 갖는다. 제1추가플렉셔(410)는 플레이트(400)에서 제2고정링(200) 방향으로 연장되며, 추가말단부(234)를 지지한다. 그리고 제2추가플렉셔(420) 역시 플레이트(400)에서 제2고정링(200) 방향으로 연장되며, 추가말단부(234)를 지지한다.
이와 같은 본 실시예에 따른 관절장치의 경우 제1플렉셔(210) 및 제2플렉셔(220)가 연장부(110)의 말단부(114)와 제무릎관절(K) 근방에서 서로 맞물린다. 이와 같은 구성을 통해 관절장치는 다리의 무릎관절(K)을 지지할 뿐 아니라 그 움직임이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다. 또한 제1추가플렉셔(410) 및 제2추가플렉셔(420)가 추가연장부(230)의 말단부(234)와 발목관절 근방에서 서로 맞물린다. 이와 같은 구성을 통해 관절장치는 발목관절을 지지할 뿐 아니라 그 움직임이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
또한 관절장치는 도 14에 도시된 것과 같이 무릎관절(K) 양측에 연장부(110), 제1프렉셔(210) 및 제2플렉셔(220)가 위치하도록 함으로써, 무릎관절(K)에서 무릎관절(K)의 통상적인 움직임 방향 이외의 방향으로는 움직이지 않게 된다. 이를 통해 관절장치는 무릎관절(K)의 통상적인 움직임 방향으로는 움직임이 원활하게 하면서도, 무릎관절(K)을 보호하는 역할도 할 수 있다.
또한, 도 14에 도시된 것과 같이 관절장치를 사용할 시 사용자의 발바닥이 플레이트(400)에 닿지 않고 플레이트(400)로부터 이격되도록 함으로써, 인체의 체중에 의한 하중이 발목에 인가되지 않고 제1고정링(100)과 제2고정링(200)을 통해 다리의 다른 부위, 즉 무릎 또는 무릎의 상부 허벅지 부위로 전달되도록 할 수 있다. 이에 따라 발목 등에 부상을 입은 환자가 본 실시예에 따른 관절장치를 이용할 경우, 보행이 가능하면서도 발목 등의 부상을 입은 부위에 하중이 인가되지 않도록 할 수 있다. 물론 관절장치가 플레이트(400)와 사용자의 발을 고정시키는 고정수단(미도시)을 더 가질 수도 있다.
도 14에서는 연장부(110), 제1플렉셔(210) 및 제2플렉셔(220)의 구성 및 연결구조가 도 1 내지 도 3을 참조하여 전술한 실시예에 따른 관절장치와 유사한 것으로 도시하고 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대 도 4 내지 도 12를 참조하여 전술한 실시예들 및 그 변형예들에 따른 관절장치의 구성이 무릎관절(K) 근방에 위치하도록 할 수 있다. 물론 도 4 내지 도 12를 참조하여 전술한 실시예들 및 그 변형예들에 따른 관절장치의 구성이 발목관절 근방에 위치하도록 할 수도 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 사전설정된 방향으로의 변형 자유도를 높일 수 있는 관절장치를 구현할 수 있다.

Claims (21)

  1. 제1고정링;
    상기 제1고정링과 이격되어 배치된 제2고정링;
    상기 제1고정링에서 상기 제2고정링 방향으로 연장된 바아와, 상기 바아의 상기 제2고정링 방향 말단에 위치한 말단부를 갖는, 연장부;
    상기 제2고정링에서 상기 제1고정링 방향으로 연장되며 상기 말단부를 지지하는 제1플렉셔; 및
    상기 제2고정링에서 상기 제1고정링 방향으로 연장되며 상기 말단부를 지지하고, 상기 연장부를 중심으로 상기 제1플렉셔의 반대편에 위치한, 제2플렉셔;
    를 구비하는, 관절장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1플렉셔 및 상기 제2플렉셔는 플렉서블한, 관절장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 연장부, 상기 제1플렉셔 및 상기 제2플렉셔의 세트는 상기 제1고정링의 중심을 기준으로 상호 대응하도록 양측에 위치하는, 관절장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 말단부는 상호 대향된 제1면 및 제2면과, 상기 제1면과 상기 제2면을 연결하는 측면을 가지며, 상기 제1플렉셔와 상기 제2플렉셔는 상기 측면의 일부, 상기 제1면의 일부 및 상기 제2면의 일부를 감싸는, 관절장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1플렉셔는 상기 말단부에 컨택하는 부분을 포함하는 제1컨택부와, 상기 제1컨택부와 상기 제2고정링을 연결하는 제1연결부를 갖고,
    상기 제2플렉셔는 상기 말단부에 컨택하는 부분을 포함하는 제2컨택부와, 상기 제2컨택부와 상기 제2고정링을 연결하는 제2연결부를 갖는, 관절장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 말단부는 상기 제2고정링 방향의 끝단에 홈을 갖는, 관절장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1컨택부와 상기 제1연결부가 만나는 지점은 상기 말단부의 상기 홈에 대응하도록 위치하고, 상기 제2컨택부와 상기 제2연결부가 만나는 지점은 상기 말단부의 상기 홈에 대응하도록 위치하는, 관절장치.
  8. 제5항에 있어서,
    상기 말단부는 가장 넓은 폭인 제1폭을 갖는 제1부분과, 제1부분을 중심으로 상기 제1고정링 방향에 위치하며 제2폭을 갖는 제2부분과, 제1부분을 중심으로 상기 제2고정링 방향에 위치하며 제3폭을 갖는 제3부분을 가지며, 상기 제1컨택부는 상기 말단부의 제3부분부터 제1부분을 거쳐 제2부분까지 감싸는, 관절장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제1컨택부와 상기 제1연결부가 만나는 지점과 상기 제2컨택부와 상기 제2연결부가 만나는 지점을 연결하고, 상기 말단부를 지지하는, 플렉셔연결부를 더 구비하는, 관절장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제1플렉셔는 상기 제1컨택부를 중심으로 상기 제1연결부의 반대편에 위치하도록 상기 제1컨택부에 연결된 제1확장부를 갖고,
    상기 제2플렉셔는 상기 제2컨택부를 중심으로 상기 제2연결부의 반대편에 위치하도록 상기 제2컨택부에 연결된 제2확장부를 갖는, 관절장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 바아에서 돌출되어, 상기 제2고정링 방향의 부분이 상기 제1확장부 또는 상기 제2확장부에 컨택함으로써 상기 제2고정링의 상기 제1고정링 방향으로의 위치를 제한하는, 스토퍼를 더 구비하는, 관절장치.
  12. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 바아에서 돌출되어, 상기 제1플렉셔의 상기 제1고정링 방향의 끝단의 상기 제1고정링 방향으로의 위치 또는 상기 제2플렉셔의 상기 제1고정링 방향의 끝단의 상기 제1고정링 방향으로의 위치를 제한하는, 스토퍼를 더 구비하는, 관절장치.
  13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2고정링을 중심으로 상기 제1고정링 방향의 반대방향에 위치한 제3고정링;
    상기 제2고정링에서 상기 제3고정링 방향으로 연장된 추가바아와, 상기 추가바아의 상기 제3고정링 방향 말단에 위치한 추가말단부를 갖는, 추가연장부; 및
    상기 제3고정링에서 상기 제2고정링 방향으로 연장되며 상기 추가말단부를 지지하는 제1추가플렉셔; 및
    상기 제3고정링에서 상기 제2고정링 방향으로 연장되며 상기 추가말단부를 지지하고, 상기 추가연장부를 중심으로 상기 제1추가플렉셔의 반대편에 위치한, 제2추가플렉셔;
    를 더 구비하는, 관절장치.
  14. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제2고정링을 중심으로 상기 제1고정링 방향의 반대방향에 위치한 플레이트;
    상기 제2고정링에서 상기 플레이트 방향으로 연장된 추가바아와, 상기 추가바아의 상기 플레이트 방향 말단에 위치한 추가말단부를 갖는, 추가연장부; 및
    상기 플레이트에서 상기 제2고정링 방향으로 연장되며 상기 추가말단부를 지지하는 제1추가플렉셔; 및
    상기 플레이트에서 상기 제2고정링 방향으로 연장되며 상기 추가말단부를 지지하고, 상기 추가연장부를 중심으로 상기 제1추가플렉셔의 반대편에 위치한, 제2추가플렉셔;
    를 더 구비하는, 관절장치.
  15. 제1고정링;
    상기 제1고정링과 이격되어 배치된 제2고정링;
    상기 제1고정링에서 상기 제2고정링 방향으로 연장된 바아와, 상기 바아의 상기 제2고정링 방향 말단에 위치한 말단부를 갖는, 연장부;
    상기 제2고정링에서 상기 제1고정링 방향으로 연장된 제1플렉셔;
    상기 제2고정링에서 상기 제1고정링 방향으로 연장된 제2플렉셔; 및
    상기 제1플렉셔의 상기 제1고정링 방향의 말단과 상기 제2플렉셔의 상기 제1고정링 방향의 말단을 연결하고, 상기 말단부를 지지하는, 플렉셔연결부;
    를 구비하는, 관절장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 플렉셔연결부는 상기 말단부와 컨택하는, 관절장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 플렉셔연결부는 상기 말단부를 감싸는, 관절장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 말단부는 가장 넓은 폭인 제1폭을 갖는 제1부분과, 제1부분을 중심으로 상기 제1고정링 방향에 위치하며 제2폭을 갖는 제2부분을 가지며, 상기 플렉셔연결부는 상기 말단부의 제1부분과 제2부분까지 감싸는, 관절장치.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 플렉셔연결부는 상기 제2고정링 방향으로 오목한 형상을 갖는, 관절장치.
  20. 제1고정링;
    상기 제1고정링과 이격되어 배치된 제2고정링;
    상기 제1고정링에서 상기 제2고정링 방향으로 연장된 바아와, 상기 바아의 상기 제2고정링 방향 말단에 위치한 말단부를 갖는, 연장부;
    상기 제2고정링에서 상기 제1고정링 방향으로 연장되며, 상기 바아를 중심으로 대칭인 형상을 가지며 상기 말단부에 컨택하는 부분을 포함하는 제1컨택부와, 상기 제1컨택부와 상기 제2고정링을 연결하는 제1연결부를 갖는, 제1플렉셔;
    를 구비하는, 관절장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 말단부는 가장 넓은 폭인 제1폭을 갖는 제1부분과, 제1부분을 중심으로 상기 제1고정링 방향에 위치하며 제2폭을 갖는 제2부분을 가지며, 상기 제1컨택부는 상기 말단부의 제1부분과 제2부분까지 감싸는, 관절장치.
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