WO2019117389A1 - 의지발 - Google Patents

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WO2019117389A1
WO2019117389A1 PCT/KR2018/000866 KR2018000866W WO2019117389A1 WO 2019117389 A1 WO2019117389 A1 WO 2019117389A1 KR 2018000866 W KR2018000866 W KR 2018000866W WO 2019117389 A1 WO2019117389 A1 WO 2019117389A1
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WO
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foot
forefoot
heel
rear end
hind
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PCT/KR2018/000866
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Inventor
조성훈
Original Assignee
주식회사 박의지
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    • A61F2002/6657—Feet having a plate-like or strip-like spring element, e.g. an energy-storing cantilever spring keel

Definitions

  • the present invention relates to a willing foot, and more particularly, to a willing foot capable of supporting stable walking by supporting a soles of a foot in a stance.
  • assistive devices are being used to help move or restore movement so that disabled people with physical disabilities can live a basic life.
  • the foot is used as an auxiliary device for the walking of the femur or the lower limb amputee.
  • the foot supports a wide range of activities from the basic movement of everyday life to the movement of high momentum, and can simulate and reproduce the shape of the foot and ankle in general walking.
  • the walking cycle simulating the will is divided into two phases: a stance phase while the foot touches the ground and a swing phase where the foot floats in the air.
  • the stance is a step of dispersing the load from the air to the ground to reduce the impact and moving the foot and knee at the ground by rotating. Forward movements of the elongate foot require balance between the joints of the spinal and hip joints, such as the hip joint, while the stance of the stance requires the flexibility and supportive capacity of the knee joint and ankle joint and foot.
  • the foot is forwarded from the ground to the air and from the air to the ground again.
  • the stance unit includes an initial stance / heel strike, a foot flat / loading response, a mid stance, a terminal stance, a pre- -Swing / Toe off).
  • the swinging period can be divided into three stages: Intial swing, Mid swing, and Terminal swing.
  • the initial stance / heel contact phase supports momentarily the weight of the foot and ankle.
  • the ankle In order to control the collapse of the ankle, the ankle sequentially performs the remaining steps of the stance phase to convert the vertical moment into a rotation moment It will move forward while dispersing the impact. This process is called roll-over, and the dispersion of the shock is similar to that of induction.
  • the foot part made of carbon was developed in the improvement part of the material.
  • Carbon has a feature of high durability at sustained bending moments and high energy return, making it a suitable material for the continuous operation of walking.
  • the use of carbon footprint is steadily increasing, and it is likely that carbon will be applied to most feet in the near future.
  • the forefoot corresponding to the toe and the forefoot corresponding to the heel are combined.
  • the foot absorbs the shock when the foot touches the ground, and supports the forefing of the forefoot by absorbed energy do.
  • the present invention has been made in an effort to solve the problems of the prior art as described above, and it is an object of the present invention to provide an apparatus and a method for controlling a foot, This is to provide a foot that enables the foot to be clouded.
  • the present invention is to provide a footrest which can reduce the production cost by reducing the length of the front and rear parts as the combination of the forefoot part and the hind part is adjusted in stages.
  • a wrist rest comprises: a forefoot corresponding to a toe; A hind foot corresponding to the heel; And a pedal support portion having an upwardly convex arcuate shape and whose front end presses the forefoot portion while the rear end is pressed upon reaching the heel during walking.
  • the foot support portion may be provided such that a front end thereof is in close contact with the forefoot portion, and a rear end portion thereof is adjacent to the rear foot portion.
  • the foot rolling support portion may have a damper provided at a front end thereof to abut the forefoot portion.
  • the forefoot portion may have a rear end coupled to the hind part and a plurality of toes at a front end thereof, and the damper may be provided in plurality so as to abut each of the plurality of toes.
  • the forefoot portion may have a front end coupled to the forefoot portion and a plurality of heel portions provided at a rear end, and a rear end of the foot support portion may be provided between the plurality of heel portions.
  • the support member may further include a support shaft provided at a central portion of the support portion.
  • the body part may be provided at a position where the forefoot part and the forefoot part are coupled with each other.
  • the body portion is at least open front and rear, and can accommodate the foot support portion inside.
  • the body portion may constrain both ends of the support shaft.
  • the forefoot portion and the forefoot portion may be downwardly convex arch-shaped.
  • the hind part may be convex in a direction opposite to the foot rolling support part.
  • a wrist rest includes: a forefoot corresponding to a toe; And a rear foot corresponding to the heel, wherein a rear end of the forefoot part and a front end of the hind part are combined so that their overlapping areas are different from each other, and the front and rear lengths from the toe to the heel are variable.
  • the forefoot part has a fore joint part connected to the hind part at the rear end, and has a plurality of toes at its front end.
  • the hind part has a rear joint part to be coupled with the forefoot part at the front end, A heel portion may be provided.
  • the toes and heel portions may be downwardly convex arch-shaped.
  • the toe portion is provided such that the front end thereof is located beyond the vertex of the arch, and the heel portion is provided so that the rear end thereof is less than the vertex of the arch.
  • the front engaging portion and the rear end engaging portion may overlap the forefoot portion and the forefoot portion while facing surfaces overlap each other.
  • At least one of the front engaging portion and the rear engaging portion may have a fastening protrusion in a zigzag form in the front-back direction on the surfaces facing each other.
  • the fastening protrusions may be formed so that the overlapping areas of the front engaging part and the rear fastening part are adjusted in stages.
  • the shoulder foot according to the present invention uses a foot support portion provided with a rear end on the heel portion and a front end on the forefoot portion so that the foot can be smoothly applied so that proper pressure is applied to the forefoot portion during the heel contact operation.
  • the shoulder foot according to the present invention can adjust the longitudinal length through the stepwise combination of the forefoot portion and the hind foot portion, thereby reducing the production cost, thereby reducing the burden on the disabled and contributing to popularization.
  • FIG. 1 is a perspective view of a wrist foot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of a wrist foot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view of a wrist foot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a side view of a wrist foot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of a wrist foot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing the lengthwise and lengthwise adjustment of the foot of the foot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing a walking state of a willed foot according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. It should be noted that, in the present specification, the reference numerals are added to the constituent elements of the drawings, and the same constituent elements are assigned the same number as much as possible even if they are displayed on different drawings. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
  • ground refers to a surface to which a will is touched, and it is not necessarily referred to as "land”.
  • FIG. 4 is a side view of a wrist part according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of a wrist part according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a front-rear length adjustment of a will foot according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a view showing a walking view of a will foot according to an embodiment of the present invention.
  • a shoulder foot 1 according to an embodiment of the present invention includes a forefoot portion 10, a rear foot portion 20, a body portion 30, and a foot rolling support portion 40 .
  • the forefoot portion 10 forms a portion corresponding to the toe.
  • the forefoot portion 10 may be made of a material having elasticity such as carbon or the like and may have a convex arch shape downward.
  • the front end corresponding to the toe in the forefoot portion 10 may be provided so as to exceed the vertex of the arch. That is, the front end of the forefoot portion 10 has a shape bent upward.
  • the gait cycle implemented by the foot (1) is largely divided into a stance phase and an elongated phase, and the stance phase is divided into an initial stance / heel stance, a sole stance, an intermediate stance stage, a stance stance stage,
  • the forefoot 10 corresponding to the tip of the toe comes close to the ground G from the soles of the foot, and then touches the ground G at the middle stance.
  • the toe can be naturally released based on the elasticity generated due to the material and arch shape of the forefoot portion 10.
  • the forefoot portion of the forefoot portion 10 is pressed by the forefoot portion 10 when the forefoot portion 20 is received by the forearm.
  • the front end of the forefoot part 10 may not be sufficiently pressed by the ground G, which may cause a problem of roll over.
  • the forefoot portion (10) has a plurality of toes (11) at the front end. At least two toes 11 may be provided and are spaced apart from each other. The reason that the toes 11 are not integrally provided but is divided into a plurality of pieces is to allow the forefoot of the forefoot 10 to be pressed more easily and to obtain sufficient elasticity to smoothly release the toes.
  • the pair of toe portions 11 may have the same shape or may have a symmetrical shape.
  • the pair of toes 11 may have a symmetrical form in which the front ends project further toward each other.
  • the front end of the forefoot portion 10 may be convex toward the front.
  • the toe portion 11 may be formed asymmetrically in view of the position where the user uses the toe foot 1, that is, whether the toe foot 1 is located on the left side or the right side of the user. That is, the number and shape of the toe portions 11 are not particularly limited, and various modifications are possible.
  • the toe portion 11 is formed in a convex arch shape downward, and the front end of the toe portion 11 may be provided so as to extend beyond the vertex of the arch as described above.
  • the portion of the toe 11 pressed by the ground G may be the vertex of the arch, which is located behind the front end of the toe 11, A sufficient elastic force for releasing the toe can be generated.
  • the forefoot portion 10 has a fore joint portion 12 to be joined to the hind part 20 at a rear end thereof.
  • the fore joint part 12 may have a horizontal shape and a plurality of toes 11 may be connected to one fore joint part 12. That is, the toes 11 are spaced apart from each other, but can be indirectly connected through the fore joint part 12.
  • the forefoot joint part 12 can be engaged with the forefoot joint part 22 of the hind part 20 to be described later so that the forefoot part 10 and the hind part 20 can be engaged. And can be disposed on the lower side of the rear joining portion 22.
  • the front engaging portion 12 may be overlapped with the rear engaging portion 22 by a specific area so that the distance between the front end of the forefoot portion 10 and the rear end of the rear foot portion 20 becomes Can be varied. This will be described in detail in the process of describing the hindlimb 20.
  • the front engaging portion 12 may be provided with a fastening protrusion 121, and the fastening protrusion 121 may have a zigzag shape in a back and forth direction. That is, the fastening protrusion 121 may be in the form of a saw tooth.
  • a plurality of fastening protrusions 121 are provided in the forward and backward directions instead of the zigzag shape, and therefore the shape of the fastening protrusions 121 is not limited to that shown in the drawings.
  • the hind part 20 forms a part corresponding to the heel.
  • the hind part 20 may be made of the same or similar material as the forefoot 10, such as carbon, and may have a convex arch shape downward. At this time, the rear end corresponding to the heel of the hind part 20 may be provided so as not to reach the vertex of the arch.
  • the arch shape of the hind part 20 may not be the same in the curvature radius or the convex direction when compared with the arch form of the forefoot part 10.
  • the radius of curvature of the arch of the hind part 20 may be smaller than the radius of curvature of the arch of the forefoot. This takes into account the shape of a person's toe and heel.
  • the force required to bend the arch shape of the hindquarters 20 is greater than the forefoot 10
  • the elastic force generated by the hind part 20 may be greater than the forefoot part 10.
  • the foot portion 20 corresponding to the heel is the portion first contacting the ground G from the shoulder foot 1 while walking, and touches the ground G when the heel of the stance reaches the heel.
  • the steps of hitting the sole on the basis of the elasticity of the material of the hind part 20 or the arch shape and the subsequent steps can be sequentially performed.
  • the vertical moment applied to the hind part 20 when the heel is touched can be changed to the rotational moment so that the forefoot part 10 can be brought into contact with the ground surface G. Thereafter, ) Completely fall off from the ground G.
  • the hindle 20 has a plurality of heel portions 21 at the rear end.
  • the heel portion 21 may be provided in at least two or more like the toe portions 11, and may have a shape separated from each other.
  • the heel portion 21 is not formed integrally with the toe portion 11 in a similar manner to the toe portion 11 but is divided into a plurality of portions so that the rear end of the forefoot portion 20 can be easily pressed and sufficiently elasticized, It is to be done naturally.
  • the heel portions 21 may be formed as a pair as shown in the figure, and the pair of heel portions 21 may have the same shape or a symmetrical shape.
  • the heel portion 21 may be a symmetrical shape in which the rear ends are further protruded toward each other.
  • the rear portion may have a convex shape toward the rear.
  • the heel portion 21 may be formed asymmetrically with respect to the position (left side or right side) where the user uses the notch foot 1 as described above with respect to the toe portion 11. [ That is, the heel portion 21 is not limited in number, shape or the like as in the case of the toe portion 11.
  • the heel portion 21 has a downward convex arch shape and the rear end of the heel portion 21 can be provided so as to be less than the vertex of the arch. In this case, the heel portion 21 is required to receive more force than the toe portion 11 to warp the arch shape, which means that effective shock absorption is possible.
  • the hind part 20 has a rear engagement part 22 which is connected to the forefoot part 10 at the front end.
  • the rear joining portion 22 may have a horizontal shape with the ground G and a plurality of heel portions 21 may be connected to one rear joining portion 22. [ That is, the heel portions 21 spaced apart from each other are indirectly connected to each other through the rear joint portion 22, so that the hind part 20 can be integrally manufactured.
  • the rear connecting portion 22 may be formed so that the front surface of the forefoot portion 10 and the rear foot portion 20 are coupled with each other while the facing surfaces overlap each other. At this time, as the area where the rear joint portion 22 and the front joint portion 12 are overlapped with each other is adjusted, the front and rear lengths from the tip of the foot to the heel can be varied.
  • the front engaging portion 12, which is the rear end of the forefoot portion 10 and the rear end engaging portion 22, which is the front end of the rear foot portion 20, Can be adjusted in the longitudinal direction. This will be described in detail with reference to FIG.
  • a fastening protrusion 221 (or a fastening groove) corresponding to the fastening protrusion 121 (or fastening groove) of the front engaging part 12 is formed on a surface of the rear fastening part 22 facing the front engaging part 12 .
  • the fastening protrusions 121 of the front engaging part 12 and the fastening protrusions 221 of the rear engaging part 22 may be zigzag in the forward and backward directions as shown in the figure.
  • the overlapping areas of the rear joint part 22 and the front joint part 12 due to the engagement of the fastening protrusions 121 and 221 can be adjusted step by step, The shape, size, etc. of the substrate.
  • the length of the shoulder foot 1 It can be the smallest.
  • FIG. 6 (B) when a part of the fastening protrusion 121 of the front joint part 12 is engaged with the fastener protrusion 221 of the rear joint part 22, The longitudinal length can be somewhat extended.
  • the front and rear lengths of the foot 1 are further extended than in FIG. 6 (B).
  • the front and rear lengths between the front end of the forefoot part 10 and the rear end of the rear foot part 20 are adjusted as the overlapping area between the fore joint part 12 and the rear joint part 22 is reduced. It can be made within a range that ensures that the hind part 20 is stably fastened.
  • the length of the shoulder foot 1 can be sufficiently extended while minimizing the overlapping area of the front engaging portion 12 and the rear engaging portion 22 but in this case the engaging force between the forefoot portion 10 and the rear foot portion 20 is weakened So walking can not be done properly. Therefore, the overlapping area of the front engaging portion 12 and the rear engaging portion 22 is such that at least the forefoot portion 10 and the rear foot portion 20 are stably fastened to the body portion 30 to be described later, Lt; / RTI >
  • the engagement of the zigzag-shaped fastening protrusions 121 and 221 provided on the front engaging portion 12 and the rear engaging portion 22 is adjusted to form the shoulder foot 1 )
  • the longitudinal length can be variable, for example, from 5 to 30 mm.
  • the variability of the longitudinal length is not limited to the above values.
  • the forefoot portion 10 and the rear foot portion 20 are made of a single frame using carbon to make the front and rear lengths of the legged foot 1 variable, The convenience and accessibility of the user can be improved.
  • the engagement of the fastening protrusions 121 and 221 is adjusted and then the fastening protrusions 121, and 221, the front engaging portion 12 and the rear engaging portion 22 can be firmly fixed.
  • the body portion 30 is provided at a position where the forefoot portion 10 and the hind part 20 are engaged.
  • the body portion 30 may be configured to fasten the front engaging portion 12 and the rear engaging portion 22 to each other and fasteners 122 and 222 formed on the front engaging portion 12 and the rear engaging portion 22 (And / or a fixing screw or the like) which passes through the fixing pins 31 at once.
  • the fixing pin 31 penetrates through the fore joint part 12 and the rear joint part 22 in the lower part of the body part 30 in order and then penetrates the crutch support part 40.
  • the fixing pin 31 is inserted into the inside of the body part 30 So that the forefoot portion 10 and the forefoot portion 20 can be firmly fixed.
  • the fixing pin 31 may be detachably provided for adjusting the length of the shoulder foot 1, but the coupling force of the fixing pin 31 may not be released due to vibration or impact .
  • the body portion 30 may be connected to the lower end of a cut leg or a leg portion (not shown) provided on the lower leg of the user, and the connection structure or the manner of the body portion 30 and the artificial leg portion is not particularly limited .
  • the body portion 30 may have a rectangular parallelepiped shape that is open at least front and rear, and may have a relatively flat shape having a longitudinal length greater than a height.
  • the body portion 30 can be connected to the rear engaging portion 22 (or the front engaging portion 22), because the rear engaging portion 22 can be fastened above the front engaging portion 12 as described above (For example, the base 12).
  • the body 30 may be provided integrally with the rear coupling part 22.
  • the body portion 30 may be included in a part of the hind part 20 instead of being provided separately from the hind part 20 in the case where the hind part 20 includes the body part 30. [ .
  • the body portion 30 does not need elasticity because it is not a part that needs to utilize the impact upon walking. Therefore, the body portion 30 may be made of a material other than carbon, which is not elastic (unlike the forefoot portion 20 and the forefoot portion 20, which can be made of carbon). However, the body portion 30 may be made of carbon or a similar material for weight saving.
  • the body portion 30 can receive the swing support portion 40 and the swing support portion 40 can protrude to the front and rear of the body portion 30.
  • the fixation pin 31 may be provided in the foot support portion 40 so that the fixation pin 31 can be fixed to the body portion 30, It is also possible to use various fastening methods in addition to the fixing through the front engaging portion 12 and the rear engaging portion 22. [
  • the front support pushes the forefoot portion 10.
  • the foot support portion 40 may be provided such that the front end thereof is in close contact with the forefoot portion 10 and the rear end thereof is adjacent to the rear foot portion 20.
  • the foot support portion 40 can be provided so that the rear end thereof can be located in a gap where the pair of heel portions 21 are spaced apart from each other and can not interfere with the heel portion 21. [ In this case, the rear end of the heel portion 21 can be pressed while the rear end of the heel support portion 40 can be also pressed.
  • the foot support portion 40 has an upwardly convex arch shape. That is, the pawl support portion 40 may have a convex shape in a direction opposite to that of the hind part 20 (which is not limited to a complete 180 degree opposite).
  • the rear foot portion 20 generates some elasticity to bounce upward when the rear end is pressed, while the pressure applied to the rear end of the foot support portion 40 can be mostly used for downward rotation of the front end.
  • the foot support unit 40 pushes the forefoot portion 10 downward toward the ground G by implementing the downward rotation of the front end through the pressing of the rear end when the heel touches the stance unit, so that it can support the soles of the foot.
  • the foot support portion 40 can prevent the foot from reaching the heel, .
  • the foot support unit 40 can reliably perform the foot rolling phenomenon in the stance, so that it is possible to solve all of the problems that the walking support is obstructed or the walking straightness is obstructed.
  • the rear end of the foot support portion 40 may be positioned forward of the rear end of the heel portion 21.
  • the heel portion 21 When the heel portion 21 is slightly pressed when the ground G is horizontal, (G) and can be pressed. This may be to allow the foot to be naturally hit after the impact is absorbed from the heel to the hind part 20.
  • the rear end of the foot support portion 40 may be provided between the pair of heel portions 21.
  • the rear end of the foot support portion 40 may protrude downward from the heel portion 21 .
  • the rear end of the foot support portion 40 may have a tapered shape so as to be inclined rearward and downward, in order to prevent the protruding rear end of the foot support portion 40 from being caught by the obstacle.
  • the forehead of the foot support portion 40 is provided to press the forefoot portion 10 from above.
  • the foot support portion 40 may be provided to press the plurality of foot portions 11, respectively.
  • a damper 42 that comes into contact with the toe 11 may be provided at the front end of the foot support portion 40.
  • the damper 42 may be made of a compressible material such as urethane, resin, silicone, rubber, or the like, and may have a cylindrical shape as shown in the drawings.
  • the damper 42 may be provided in plurality so as to abut each of the plurality of toes 11.
  • the front end of the volar support portion 40 provided with the damper 42 may not be divided into a plurality of portions unlike the toe portion 11. This is to ensure that the pressure applied by the rear end of the volar support portion 40 when the heel is in contact is sufficiently transmitted to each toe portion 11 through the integral front end of the volar support portion 40.
  • the position where the foot support portion 40 presses the toe portion 11 through the damper 42 may be a position close to the fore joint portion 12 at the toe portion 11. [ In the case where the damper 42 is provided at a position adjacent to the front end of the toe 11, the foot support 40 may cause the sole to touch the foot too quickly, which may cause the user to be pushed forward.
  • the position at which the damper 42 presses the toe 11 is not limited to that shown in the drawings, and may be determined as an optimal position for the convenience of the user.
  • the damper 42 may also have a function of absorbing the impact of the terminal striking member pressed against the ground G and dispersing the shock absorption of the supporting shaft 43 out of the striking members.
  • the pedal crutch support portion 40 is provided with a support shaft 43 so that the pedal crutch support portion 40 can effectively press the forefoot portion 10.
  • the support shaft 43 may be provided at the lower portion (and / or upper side) of the center portion of the crutch support portion 40 so that the crutch support portion 40 can implement the leverage function, 31 may be provided at a position where they do not interfere with the fixing pin 31 when passing through the foot support portion 40.
  • the support shaft 43 may be provided on the inner side of the body portion 30 and both ends thereof may be engaged with the shaft engagement portion 33 provided on the body portion 30 to be restrained. In this case, when the rear end is pressed upward, the pedal support part 40 generates a rotation moment with respect to the front end of the pedal support part 40 with respect to the support shaft 43 and presses the forefoot part 10 with a stable and appropriate force Pressure can be delivered.
  • the position and size (sectional diameter) of the support shaft 43 or the arch shape (elasticity) of the foot support portion 40 can be variously changed according to the weight of the user. For example, a user with a high weight can quickly reach the soles and disperse the vertical impulse amount less. In contrast, a user with a low weight may have a late sunrise due to a delay in reaching the soles.
  • the present invention can reproduce efficient foot clouds by artificially adjusting the time of foot contact which may be different depending on the weight of the user through the foot support unit 40 as described above.
  • the present invention it is possible to adjust the longitudinal length of the wrist 1 by adjusting the joint between the forefoot portion 10 and the hind part 20, It is possible to smoothly implement the pedal crest of the striking body which has been in trouble, thereby improving the walking stability and comfort.

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Abstract

본 발명은 의지발에 대한 것으로서, 발끝에 대응되는 전족부; 뒤꿈치에 대응되는 후족부; 및 상방으로 볼록한 아치 형태를 갖고 보행 중 뒤꿈치 닿기 시 후단이 가압되면서 전단이 상기 전족부를 누르는 발구름 지원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

의지발
본 발명은 의지발에 관한 것으로, 입각기에서의 발바닥 닿기를 지원하여 안정적인 보행을 가능케 하며, 전후 길이 변경이 가능한 의지발에 관한 것이다.
일반적으로 신체적인 장애를 갖고 있는 장애인들이 기본적인 삶을 영위할 수 있도록 운동기능을 회복시키거나 움직임에 도움을 주는 다양한 보조 장비들이 사용되고 있다.
특히 부득이한 사유로 인하여 다리를 절단한 대퇴나 하퇴 절단 장애인들의 보행을 위한 보조 장비로서 의지발이 사용되고 있다. 절단 장애인을 위한 의지발은 일상생활의 기초적인 동작부터 높은 운동량의 움직임까지의 넓은 활동량을 지원하며, 일반적인 보행에서의 발과 발목의 형태를 흉내내고 재현할 수 있다.
구체적으로 의지발이 흉내내는 보행의 사이클은, 발이 지면에 닿아 있는 동안의 입각기(Stance Phase)와 발이 공중에 떠있는 유각기(Swing phase)의 2단계로 구분된다.
유각기가 공중에서 전방으로 발을 옮기는 단계라면, 입각기는 공중에서 내려오는 하중을 지면으로 분산시켜 충격을 감소시키고 지면에서의 발과 무릎을 회전시킴으로써 이동을 하는 단계이다. 유각기의 전방 이동은 척추 관절과 고관절등의 대관절과 중추관절의 균형을 요구하는 반면, 입각기의 보행은 무릎관절과 발목관절, 발의 유연성과 지탱하는 능력을 요구한다.
이러한 입각기와 유각기가 양발에 대해 번갈아 반복적으로 이루어짐으로써, 발이 지면에서 공중, 공중에서 다시 지면으로 향하면서 앞으로의 전진이 이루어지게 된다.
여기서 입각기는 초기 입각기/뒤꿈치 닿기(Intial stance/Heel strike), 발바닥 닿기(Foot flat/Loading response), 중간 입각기(Mid stance), 말기 입각기(Terminal stance), 전유각기/발끝 떼기(Pre-Swing/Toe off)의 5단계로 나뉠 수 있고, 반면 유각기는 초기 유각기(Intial swing), 중간 유각기(Mid swing), 말기 유각기(Terminal swing)의 3단계로 나뉠 수 있다.
입각기에서 초기 입각기/뒤꿈치 닿기 단계는 발과 발목이 순간적으로 체중을 지탱하게 되며, 발목의 무너짐 현상을 제어하기 위해 발목은 입각기의 나머지 단계들을 차례로 수행함으로써 수직 모멘트를 회전 모멘트로 전환하여 충격을 분산시키면서 앞으로 전진하게 된다. 이러한 과정을 발구름(Roll-over)이라 하며, 이때 충격의 분산은 마치 유도의 낙법과 비슷하게 이루어진다.
이와 같은 보행을 구현하는 의지발에 대해서 그동안 상당한 연구 발전이 이루어져 왔다. 일례로 기능 강화, 소재의 경량화, 부품의 모듈화, 인공지능을 위한 마이크로 프로세서 탑재 등의 개발이 이루어진 바 있다.
그 중 소재의 개선 부분에서 카본으로 제작된 의지발이 개발되었다. 카본은 지속적 벤딩 모멘트에서의 높은 내구성과 고효율의 에너지 리턴이라는 특장점을 갖기 때문에, 보행이라는 연속 동작을 구현하는데 적합한 재질이다. 카본 의지발에 대한 사용량은 지속적으로 증가하고 있으며, 가까운 미래에 대부분의 의지발에 카본이 적용될 것으로 보인다.
그런데 카본을 이용하는 의지발의 제작은 발의 크기 및 몸무게에 따라 여러 세그먼트로 구분되므로, 이 경우 구분되는 세그먼트의 수만큼 많은 금형이 필요하게 되고 제작단가가 높아질 수밖에 없는바, 높은 제작단가는 최종 소비자인 장애인의 구매 어려움을 가중시키게 된다. 따라서 카본 의지발은 카본으로부터 얻을 수 있는 장점에도 불구하고, 아직 대중화하기에는 현실적인 장벽이 존재한다는 문제가 있다.
또한 카본 의지발의 경우 발끝에 대응되는 전족부와 뒤꿈치에 대응되는 후족부가 결합된 구조로 이루어지는데, 후족부가 지면에 닿을 때의 충격을 흡수하고, 흡수된 에너지를 이용해 전족부의 발끝 떼기를 지원하게 된다.
그런데 뒤꿈치 닿기 동작에서 충분한 무게가 카본 의지발에 전달되지 못하면, 발바닥 닿기가 제대로 이루어지지 못해 입각기 동안 발구름 현상이 일어나지 않거나 늦게 발생하게 되며, 이는 반대발과의 협업을 무너뜨리게 되어, 보행 중 쩔뚝거리게 되거나 보행 직진성을 방해한다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자 창출된 것으로서, 상방으로 볼록한 아치형의 발구름 지원부를 두어, 발구름 지원부의 후단이 뒤꿈치 닿기 동작에서 가압되면 발구름 지원부의 전단이 전족부를 눌러서 안정적인 발구름이 가능하도록 하는 의지발을 제공하기 위한 것이다.
또한 본 발명은, 전족부와 후족부의 결합이 단계별로 조절됨에 따라 전후 길이가 가변되도록 하여 생산단가를 낮춰 판매 비용을 절감할 수 있는 의지발을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 의지발은, 발끝에 대응되는 전족부; 뒤꿈치에 대응되는 후족부; 및 상방으로 볼록한 아치 형태를 갖고 보행 중 뒤꿈치 닿기 시 후단이 가압되면서 전단이 상기 전족부를 누르는 발구름 지원부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 발구름 지원부는, 전단이 상기 전족부에 밀착되고, 후단이 상기 후족부에 인접하게 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 발구름 지원부는, 전단에 마련되어 상기 전족부와 맞닿는 댐퍼를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 전족부는, 후단이 상기 후족부와 결합되고 전단에 복수 개의 발끝부가 마련되며, 상기 댐퍼는, 복수 개의 상기 발끝부마다 맞닿도록 복수 개로 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 후족부는, 전단이 상기 전족부와 결합되고 후단에 복수 개의 뒤꿈치부가 마련되며, 상기 발구름 지원부의 후단은, 복수 개의 상기 뒤꿈치부의 사이에 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 발구름 지원부의 중앙 부분에 마련되는 받침축을 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 전족부와 상기 후족부가 결합되는 위치에 마련되는 몸체부를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 몸체부는, 적어도 전후가 개방되는 형태이고 상기 발구름 지원부를 내측에 수용할 수 있다.
구체적으로, 상기 몸체부는, 상기 받침축의 양단을 구속할 수 있다.
구체적으로, 상기 전족부 및 상기 후족부는, 하방으로 볼록한 아치 형태일 수 있다.
구체적으로, 상기 후족부는, 상기 발구름 지원부와 반대 방향으로 볼록한 형태일 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 의지발은, 발끝에 대응되는 전족부; 및 뒤꿈치에 대응되는 후족부를 갖고, 상기 전족부의 후단과 상기 후족부의 전단은, 서로 겹치는 면적이 달라지도록 결합하여 상기 발끝에서 상기 뒤꿈치까지의 전후 길이가 가변되는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 전족부는, 후단에 상기 후족부와 결합되는 전족 결합부를 갖고, 전단에 복수 개의 발끝부가 마련되며, 상기 후족부는, 전단에 상기 전족부와 결합되는 후족 결합부를 갖고, 후단에 복수 개의 뒤꿈치부가 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 발끝부 및 상기 뒤꿈치부는, 하방으로 볼록한 아치 형태일 수 있다.
구체적으로, 상기 발끝부는, 전단이 아치의 꼭지점을 넘어서도록 마련되며, 상기 뒤꿈치부는, 후단이 아치의 꼭지점에 못 미치도록 마련될 수 있다.
구체적으로, 상기 전족 결합부 및 상기 후족 결합부는, 서로 마주하는 면이 겹치면서 상기 전족부와 상기 후족부가 결합되도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 전족 결합부 및 상기 후족 결합부 중 적어도 어느 하나는, 서로 마주하는 면에 전후방향으로 지그재그 형태인 체결돌기를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 체결돌기는, 상기 전족 결합부와 상기 후족 결합부가 서로 겹치는 면적이 단계별로 조절되도록 할 수 있다.
본 발명에 따른 의지발은, 후단이 뒤꿈치 부분에 마련되고 전단이 전족부에 마련되는 발구름 지원부를 이용하여 뒤꿈치 닿기 동작 시 전족부에 적절한 압력이 가해지도록 해 발구름이 문제없이 이루어지도록 한다.
또한 본 발명에 따른 의지발은, 전족부와 후족부의 단계별 결합을 통해 전후 길이 조절이 가능하도록 함으로써, 생산 비용을 줄여서 장애인들의 구매부담을 절감해 대중화에 기여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 의지발의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 의지발의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 의지발의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 의지발의 측면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 의지발의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 의지발의 전후 길이 조절을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 의지발의 보행 모습을 나타내는 도면이다.
본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 명세서에서 지면은 의지발이 닿는 면을 포괄적으로 의미하는 것으로서, 반드시 땅을 의미하는 것은 아님을 알려둔다.
도 1 내지 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 의지발의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 의지발의 측면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 의지발의 분해 사시도이다.
또한 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 의지발의 전후 길이 조절을 나타내는 도면이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 의지발의 보행 모습을 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 의지발(1)은, 전족부(10), 후족부(20), 몸체부(30), 발구름 지원부(40)를 포함한다.
전족부(10)는, 발끝에 대응되는 부분을 이룬다. 전족부(10)는 카본 등의 탄력성이 있는 재질로 제작될 수 있으며, 하방으로 볼록한 아치 형태를 가질 수 있다. 이때 전족부(10)에서 발끝에 해당하는 전단은, 아치의 꼭지점을 넘어서도록 마련될 수 있다. 즉 전족부(10)의 전단은 상방을 향해 휘어진 형태를 갖는다.
의지발(1)에 의해 구현되는 보행 사이클은 크게 입각기와 유각기로 나뉘고, 세부적으로 입각기는 초기 입각기/뒤꿈치 닿기, 발바닥 닿기, 중간 입각기, 말기 입각기, 전유각기/발끝 떼기로 나뉘는 것은 앞서 배경기술에서 설명한 바와 같은데, 발끝에 해당하는 전족부(10)는 발바닥 닿기에서 지면(G)에 가까워지다가 중간 입각기에서 지면(G)과 처음 닿게 된다.
이후 말기 입각기에서 전족부(10)의 전단이 상방으로 가압되면, 전족부(10)의 재질이나 아치 형상으로 인해 발생하는 탄력을 토대로 발끝 떼기가 자연스럽게 이루어질 수 있다.
다만 말기 입각기에서 전족부(10)의 전단이 가압되는 것은, 후술할 후족부(20)가 뒤꿈치 닿기에서 받게 되는 충격을 전족부(10)가 전달받아 이루어질 수 있다. 다만 뒤꿈치 닿기에서 후족부(20)에 충분한 충격이 전달되지 못할 경우, 전족부(10)의 전단이 지면(G)에 의해 충분히 가압되지 못할 수 있어서 발구름(Roll over)에 문제가 생길 수 있다.
그러나 본 발명은 후술하는 발구름 지원부(40)를 구비함에 따라, 전족부(10)의 발끝 떼기가 후족부(20)에 가해진 충격에 더하여 발구름 지원부(40)로부터 전달되는 압력을 통해서 이루어지도록 하므로, 원활한 발구름이 가능하다.
전족부(10)는 전단에 복수 개의 발끝부(11)를 갖는다. 발끝부(11)는 적어도 2개 이상으로 마련될 수 있으며, 서로 이격된 형태로 마련된다. 발끝부(11)를 일체로 구비하지 않고 복수 개로 분할하는 것은, 전족부(10)의 전단이 보다 쉽게 가압되도록 하면서 충분한 탄력을 얻어 발끝 떼기가 원활하게 이루어지도록 하기 위함이다.
발끝부(11)가 한 쌍으로 이루어지는 경우, 한 쌍의 발끝부(11)는 동일한 형태를 가질 수 있고, 또는 대칭되는 형태를 가질 수도 있다. 일례로 한 쌍의 발끝부(11)는 전단이 서로 마주하는 부분을 향해 더 돌출되는 대칭 형태일 수 있고, 이 경우 전족부(10)의 전단은 전방을 향해 볼록한 형태를 이룰 수 있다.
또는 발끝부(11)는, 사용자가 의지발(1)을 사용하는 위치, 즉 의지발(1)이 사용자의 좌측에 위치하는지 또는 우측에 위치하는지 여부를 고려하여 좌우 비대칭으로 형성될 수도 있다. 즉 발끝부(11)의 개수나 형태 등은 특별히 제한되지 않으며, 다양한 변형이 가능하다.
발끝부(11)는 하방으로 볼록한 아치 형태로 이루어지며, 발끝부(11)의 전단은 앞서 설명한 바와 같이 아치의 꼭지점을 넘어서도록 마련될 수 있다. 이 경우 발끝부(11)에서 지면(G)에 의해 가압되는 부분은 발끝부(11)의 전단보다 후방에 위치한 지점인 아치의 꼭지점일 수 있고, 발구름 과정에서 발끝부(11)의 전단까지 가압되면서 발끝 떼기를 위한 탄력이 충분히 발생될 수 있다.
전족부(10)는 후단에 후족부(20)와 결합되는 전족 결합부(12)를 갖는다. 전족 결합부(12)는 수평한 형태를 가질 수 있으며, 복수 개의 발끝부(11)가 하나의 전족 결합부(12)에 연결되어 있을 수 있다. 즉 발끝부(11)는 서로 이격되어 있지만 전족 결합부(12)를 통해 간접적으로 연결될 수 있다.
전족 결합부(12)는 후술할 후족부(20)의 후족 결합부(22)와 서로 체결됨에 따라 전족부(10)와 후족부(20)의 결합이 이루어질 수 있으며, 전족 결합부(12)는 후족 결합부(22)의 하측에 배치될 수 있다.
전족 결합부(12)는 후족 결합부(22)와 특정한 면적만큼 겹쳐지면서 체결될 수 있고, 이때 겹쳐지는 면적이 달라짐에 따라 전족부(10)의 전단과 후족부(20)의 후단 사이의 거리가 가변될 수 있다. 이에 대해서는 후족부(20)를 설명하는 과정에서 자세히 언급하도록 한다.
전족 결합부(12)에는 체결돌기(121)가 마련될 수 있고, 체결돌기(121)는 전후방향으로 지그재그 형태를 가질 수 있다. 즉 체결돌기(121)는 톱니 형태일 수 있다. 물론 체결돌기(121)는 지그재그 형태를 대신하여 전후방향으로 복수 개가 마련되는 형태이면 충분하므로, 체결돌기(121)의 형태는 도면에 나타난 것으로 반드시 한정되지는 않는다.
후족부(20)는, 뒤꿈치에 대응되는 부분을 이룬다. 후족부(20)는 전족부(10)와 동일/유사하게 카본 등의 재질로 제작될 수 있으며, 하방으로 볼록한 아치 형태를 가질 수 있다. 이때 후족부(20)에서 뒤꿈치에 해당하는 후단은, 아치의 꼭지점에 못미치도록 마련될 수 있다.
후족부(20)가 갖는 아치 형태는, 전족부(10)의 아치 형태와 대비할 때 곡률반경이나 볼록한 방향 등에서 동일하지 않을 수 있다. 일례로 후족부(20)의 아치 곡률반경은, 전족부(10)의 아치 곡률반경보다 작을 수 있다. 이는 사람의 발끝과 뒤꿈치의 형태를 고려한 것이다.
즉 후족부(20)는 아치의 곡률반경이 전족부(10)보다 작으므로 후족부(20)의 아치 형태가 휘어지기 위해 필요한 힘은 전족부(10)보다 크며, 다만 후족부(20)가 가압될 때 후족부(20)에 의해 발생하는 탄력은 전족부(10)보다 클 수 있다.
따라서 보행 시 뒤꿈치가 발끝보다 먼저 닿으면서 뒤꿈치에 강한 압력이 가해지는 것을 후족부(20)로 완충시킬 수 있고, 또한 후족부(20)가 받는 힘을 충분히 활용하여 보행을 구현할 수 있다.
뒤꿈치에 해당하는 후족부(20)는 보행 중에 의지발(1)에서 지면(G)에 가장 먼저 닿는 부분으로서, 입각기의 뒤꿈치 닿기 시 지면(G)에 닿게 된다. 이후 후족부(20)의 후단이 상방으로 가압되면, 후족부(20)의 재질이나 아치 형상으로 인해 발생하는 탄력을 토대로 발바닥 닿기 및 이후 단계들이 순차적으로 이루어질 수 있다.
즉 뒤꿈치 닿기 시 후족부(20)에 가해지는 수직 모멘트는 회전 모멘트로 전환되면서 전족부(10)가 지면(G)에 닿도록 할 수 있으며, 이후 중간 입각기를 거치면서 말기 입각기에서 후족부(20)는 지면(G)에서 완전히 떨어지게 된다.
다만 뒤꿈치에 해당하는 후족부(20)에 충분한 압력이 가해지지 못하는 경우, 전족부(10)를 지면(G)에 닿게 하는 회전 모멘트가 충분하게 발생하지 못하여 제대로 된 보행이 이루어지지 못할 수 있다. 그러나 본 발명은 아래에서 설명되는 발구름 지원부(40)를 둠으로써, 뒤꿈치 닿기 과정에서 의지발(1)에 가해지는 충격을 통해 발구름을 안정적으로 구현하도록 할 수 있다.
후족부(20)는 후단에 복수 개의 뒤꿈치부(21)를 갖는다. 뒤꿈치부(21)는 발끝부(11)와 마찬가지로 적어도 2개 이상으로 마련될 수 있으며, 서로 이격된 형태를 가질 수 있다.
뒤꿈치부(21)는 발끝부(11)와 동일/유사하게 일체로 구비되지 않고 복수 개로 분할됨에 따라, 후족부(20)의 후단이 용이하게 가압되면서 충분한 탄력을 얻어서 뒤꿈치 닿기로부터 발바닥 닿기 등이 자연스럽게 이루어지도록 하기 위함이다.
뒤꿈치부(21)는 도면에 나타난 바와 같이 한 쌍으로 이루어질 수 있는데, 한 쌍의 뒤꿈치부(21)는 동일한 형태를 가지거나 또는 대칭되는 형태를 가질 수 있다. 일례로 도면에 따르면 뒤꿈치부(21)는 후단이 서로 마주하는 부분을 향해 더 돌출되는 대칭 형태일 수 있고, 이 경우 후족부(20)는 후단이 후방을 향해 볼록한 형태를 가질 수 있다.
또는 뒤꿈치부(21)는 사용자가 의지발(1)을 사용하는 위치(좌측 또는 우측)를 고려하여 좌우 비대칭으로 형성될 수도 있음은 앞서 발끝부(11)에서 설명한 바와 같다. 즉 발끝부(11)와 마찬가지로 뒤꿈치부(21) 역시 개수나 형태 등이 특별히 한정되지 않는다.
뒤꿈치부(21)는 하방으로 볼록한 아치 형태를 갖고, 뒤꿈치부(21)의 후단은 아치의 꼭지점에 못미치도록 마련될 수 있다. 이 경우 뒤꿈치부(21)는 발끝부(11) 보다도 많은 힘을 받아야만 아치 형태가 휘어질 수 있으며, 이는 곧 효과적인 충격 흡수가 가능함을 의미한다.
후족부(20)는 전단에 전족부(10)와 결합되는 후족 결합부(22)를 갖는다. 후족 결합부(22)는 지면(G)과 수평한 형태를 가질 수 있으며, 복수 개의 뒤꿈치부(21)가 하나의 후족 결합부(22)에 연결될 수 있다. 즉 서로 이격된 뒤꿈치부(21)는 후족 결합부(22)를 통해 간접적으로 연결되어, 후족부(20)가 일체로 제작되도록 할 수 있다.
후족 결합부(22)는 전족 결합부(12)와 서로 마주하는 면이 겹치면서 전족부(10)와 후족부(20)가 결합되도록 할 수 있다. 이때 후족 결합부(22)와 전족 결합부(12)가 서로 겹치는 면적이 조절됨에 따라, 발끝에서 뒤꿈치까지의 전후 길이가 가변될 수 있다.
즉 전족부(10)의 후단인 전족 결합부(12)와 후족부(20)의 전단인 후족 결합부(22)는, 서로 겹치는 면적이 달라지도록 결합하여 전족부(10)의 전단과 후족부(20)의 후단 사이의 전후 길이가 조절될 수 있다. 이에 대해서는 도 6을 참조하여 자세히 설명한다.
후족 결합부(22)에서 전족 결합부(12)와 마주하는 면에는 전족 결합부(12)의 체결돌기(121)(또는 체결홈)와 대응되는 체결돌기(221)(또는 체결홈)가 마련될 수 있다. 전족 결합부(12)의 체결돌기(121)와 후족 결합부(22)의 체결돌기(221)는 도면과 같이 전후 방향으로 지그재그 형태일 수 있다.
이 경우 후족 결합부(22)와 전족 결합부(12)는, 체결돌기(121, 221)들의 맞물림에 의하여 서로 겹치는 면적이 단계별로 조절될 수 있으며, 이때 조절 단계는 체결돌기(121, 221)의 형상이나 크기 등에 따라 결정될 수 있다.
도 6의 (A)에서와 같이 전족 결합부(12)의 체결돌기(121)가 후족 결합부(22)의 체결돌기(221)에 완전히 맞물리는 경우에는, 의지발(1)의 전후 길이가 가장 작아질 수 있다. 반면 도 6의 (B)에서와 같이 전족 결합부(12)의 체결돌기(121)에서 일부분이 후족 결합부(22)의 체결돌기(221)로부터 벗어난 형태로 맞물리게 되면, 의지발(1)의 전후 길이가 다소 연장될 수 있다.
도 6의 (C)의 경우 의지발(1)의 전후 길이가 도 6의 (B)보다 더욱 연장된 모습을 나타낸다. 다만 전족 결합부(12)와 후족 결합부(22)의 겹치는 면적이 줄어듦에 따라 전족부(10)의 전단과 후족부(20)의 후단 사이의 전후 길이가 조절되는 것은, 적어도 전족부(10)와 후족부(20)가 안정적으로 체결된 것을 보장하는 범위 내에 이루어질 수 있다.
즉 의지발(1)의 길이는 전족 결합부(12)와 후족 결합부(22)의 겹치는 면적을 최소화하면서 충분히 연장될 수 있으나, 이 경우 전족부(10)와 후족부(20) 간의 결합력이 약화되어 보행이 제대로 이루어지지 못할 수 있다. 따라서 전족 결합부(12)와 후족 결합부(22)가 겹치는 면적은, 적어도 전족부(10)와 후족부(20)가 후술하는 몸체부(30)에 안정적으로 체결되어 편안한 보행을 구현할 수 있는 범주 내에서만 허용될 수 있다.
이와 같이 본 발명은, 전족 결합부(12)와 후족 결합부(22)에 마련되는 지그재그 형태의 체결돌기(121, 221)의 결합을 조절하여, 지그재그 한 칸당의 길이만큼 단계별로 의지발(1)의 전후 길이가 조절될 수 있으며, 전후 길이는 일례로 5 내지 30mm의 가변성을 가질 수 있다. 물론 지그재그 칸의 크기는 다양하게 이루어질 수 있으므로, 전후 길이의 가변성은 상기의 수치로 한정되지 않는다.
즉 본 발명은 의지발(1)의 전후 길이가 가변되도록 하여, 전족부(10)와 후족부(20)를 각각 카본을 이용해 단일 프레임으로 제작하는 경우 카본의 특장점을 충분히 활용하면서도 생산자의 생산 효율성과 사용자의 편의성 및 접근성을 향상시킬 수 있다.
다만 본 발명은 전후 길이 조절을 통해 다양한 사용자에게 적용이 가능하지만, 일단 사용자가 결정된 후에는 길이 조절이 불필요하며 견고한 결합력이 중요하므로, 체결돌기(121, 221)의 결합이 조절된 뒤 체결돌기(121, 221)에 접착제가 도포됨에 따라 전족 결합부(12)와 후족 결합부(22)가 견고하게 고정될 수 있다.
몸체부(30)는, 전족부(10)와 후족부(20)가 결합되는 위치에 마련된다. 몸체부(30)는 전족 결합부(12)와 후족 결합부(22)를 서로 체결하는 구성일 수 있으며, 전족 결합부(12) 및 후족 결합부(22)에 형성되는 체결구(122, 222)를 한꺼번에 관통하는 고정핀(31)(및/또는 고정나사 등)을 가질 수 있다.
고정핀(31)은 몸체부(30)의 하방에서 전족 결합부(12)와 후족 결합부(22)를 차례로 관통한 후 발구름 지원부(40)도 관통한 뒤 몸체부(30)의 내측에 마련되는 고정구(32)에 끼워져 전족부(10)와 후족부(20)를 견고하게 고정할 수 있다.
다만 의지발(1)의 전후 길이 조절을 위해 고정핀(31)은 분리 가능하게 마련될 수 있는데, 그렇다 하더라도 고정핀(31)의 결합력은 보행 시 가해지는 진동이나 충격으로 인해 결합이 해제되지 않을 정도일 수 있다.
몸체부(30)는 사용자의 절단된 대퇴 또는 하퇴에 마련된 인공다리 부분(도시하지 않음)의 하단에 연결될 수 있으며, 몸체부(30)와 인공다리 부분의 연결 구조나 방식 등은 특별히 한정되지 않는다.
몸체부(30)는 적어도 전후가 개방되는 직육면체 형태를 가질 수 있고, 전후 길이가 높이보다 큰 비교적 납작한 형태를 가질 수 있다. 또한 앞서 언급한 바와 같이 전족 결합부(12)의 상방에 후족 결합부(22)가 체결될 수 있으므로(물론 반대도 가능), 몸체부(30)는 후족 결합부(22)(또는 전족 결합부(12))의 상방에 마련될 수 있다.
이때 몸체부(30)는 후족 결합부(22)에 일체로 마련될 수도 있다. 또는 후족부(20)가 몸체부(30)를 포함하는 형태로 이루어지는 경우, 몸체부(30)는 후족부(20)와 별도의 구성으로 마련되는 대신 후족부(20)의 일부분에 포함될 수 있다.
다만 몸체부(30)는 보행 시 받는 충격을 활용해야 하는 부분은 아니므로, 탄력성을 필요로 하지 않는다. 따라서 몸체부(30)는 카본으로 이루어질 수 있는 전족부(10) 및 후족부(20)와 달리 탄력성이 (거의) 없는 카본 외의 재질로 이루어질 수 있다. 다만 경량화를 위하여 몸체부(30)는 카본 또는 이와 유사한 재질로 이루어질 수도 있다.
몸체부(30)는 내측에 발구름 지원부(40)를 수용할 수 있으며, 발구름 지원부(40)는 몸체부(30)의 개방된 전후로 돌출되도록 마련될 수 있다. 발구름 지원부(40)에도 고정핀(31)이 관통되도록 하기 위한 체결구(41)가 마련될 수 있지만, 발구름 지원부(40)가 몸체부(30)에 고정될 수만 있다면 고정핀(31)을 통한 고정 외에 다양한 체결방식이 사용될 수 있음은 물론이며, 이는 전족 결합부(12)와 후족 결합부(22)에도 마찬가지이다.
발구름 지원부(40)는, 보행 중 뒤꿈치 닿기 시 후단이 가압되면서 전단이 전족부(10)를 누르게 된다. 이를 위해 발구름 지원부(40)는 전단이 전족부(10)에 밀착되고, 후단이 후족부(20)에 인접하게 마련될 수 있다.
구체적으로 발구름 지원부(40)는, 후단이 한 쌍의 뒤꿈치부(21)가 서로 이격된 틈에 위치할 수 있으며, 뒤꿈치부(21)와 간섭되지 않도록 마련될 수 있다. 이 경우 뒤꿈치 닿기 과정에서 뒤꿈치부(21)의 후단이 가압되면서 또한 발구름 지원부(40)의 후단도 가압될 수 있다.
다만 발구름 지원부(40)는, 상방으로 볼록한 아치 형태를 갖는다. 즉 발구름 지원부(40)는 후족부(20)와 반대 방향(완전한 180도 반대만을 한정적으로 의미하는 것은 아님)으로 볼록한 형태를 가질 수 있다.
이 경우 후족부(20)는 후단이 가압될 때 상방으로 튀어 오르려는 탄력을 일부 발생시키게 되는 반면, 발구름 지원부(40)는 후단에 가해지는 압력이 대부분 전단의 하방 회전에 사용될 수 있다.
발구름 지원부(40)의 전단은 전족부(10)에 닿아 있으므로, 발구름 지원부(40)의 후단이 지면(G)에 가압되면 발구름 지원부(40)의 전단에 회전 모멘트가 발생하게 되어, 전족부(10)가 지면(G)을 향해 충분히 회전될 수 있다.
즉 발구름 지원부(40)는, 입각기에서 뒤꿈치 닿기 시 후단의 가압을 통해 전단의 하방 회전을 구현함으로써 지면(G)을 향해 전족부(10)를 내리누르게 되어, 발바닥 닿기를 지원할 수 있다.
이를 통해 발구름 지원부(40)는, 후족부(20)로부터 전족부(10)로 충분한 회전 모멘트가 전달되지 못하는 경우라 하더라도, 뒤꿈치 닿기에서 발바닥 닿기 및 이하 단계로 이어지는 발구름이 원활하게 이루어지도록 할 수 있다.
따라서 발구름 지원부(40)는 입각기에서 발구름 현상이 늦지 않고 안정적으로 일어나도록 할 수 있으므로, 보행 중 쩔뚝이거나 보행 직진성이 방해받는 문제들을 모두 해소할 수 있다.
발구름 지원부(40)의 후단은 뒤꿈치부(21)의 후단보다 전방에 위치할 수 있으며, 지면(G)이 수평일 때 뒤꿈치부(21)가 살짝 가압된 후 발구름 지원부(40)가 지면(G)에 닿아 가압될 수 있다. 이는 뒤꿈치 닿기에서 후족부(20)로 충격이 다소 흡수된 후 발바닥 닿기가 자연스럽게 이루어지도록 하기 위함일 수 있다.
발구름 지원부(40)의 후단은 한 쌍의 뒤꿈치부(21)의 사이에 마련될 수 있음은 앞서 설명한 바와 같으며, 이때 발구름 지원부(40)의 후단은 뒤꿈치부(21)보다 아래로 돌출된 형태를 가질 수 있다. 다만 유각기에서 발구름 지원부(40)의 돌출된 후단이 장애물에 걸리는 것을 방지하기 위해, 발구름 지원부(40)의 후단은 후하방을 향해 경사지도록 테이퍼(taper)진 형태를 가질 수 있다.
발구름 지원부(40)의 전단은 전족부(10)를 위에서 누르게 마련되는데, 발구름 지원부(40)는 복수 개의 발끝부(11)를 각각 누르도록 마련될 수 있다. 이때 발구름 지원부(40)의 전단에는 발끝부(11)와 맞닿는 댐퍼(42)가 마련될 수 있다.
댐퍼(42)는 우레탄, 수지, 실리콘, 고무 등과 같이 압축 가능한 재질로 이루어질 수 있으며, 도면에 나타난 원통 형태 등을 가질 수 있다. 댐퍼(42)는 복수 개의 발끝부(11)마다 맞닿도록 복수 개로 마련될 수 있다.
다만 댐퍼(42)가 마련되는 발구름 지원부(40)의 전단은, 발끝부(11)와 달리 복수 개로 나뉘는 형태를 가지지 않을 수 있다. 이는 뒤꿈치 닿기 시 발구름 지원부(40)의 후단에 의해 가해지는 압력이 발구름 지원부(40)의 일체형 전단을 통해 각 발끝부(11)로 충분히 전달되도록 하기 위함이다.
댐퍼(42)를 통해 발구름 지원부(40)가 발끝부(11)를 누르는 위치는, 발끝부(11)에서 전족 결합부(12)에 가까운 위치일 수 있다. 댐퍼(42)가 발끝부(11)의 전단에 인접한 위치에 마련되는 경우에는 발구름 지원부(40)로 인하여 오히려 발바닥 닿기가 너무 빠르게 이루어져 사용자가 앞으로 고꾸라질 위험이 있기 때문이다. 물론 댐퍼(42)가 발끝부(11)를 가압하는 위치는 도면에 나타난 것으로 한정되지 않으며, 사용자의 편의를 위하여 최적의 위치로 결정될 수 있다.
또한 위와 같은 댐퍼(42)는, 입각기 중에서 발끝부(11)가 지면(G)에 가압되는 말기 입각기의 충격을 흡수하고 받침축(43)의 충격 흡수를 분산시키는 기능을 가질 수 있다.
발구름 지원부(40)가 효과적으로 전족부(10)를 누를 수 있도록, 발구름 지원부(40)에는 받침축(43)이 마련된다. 받침축(43)은 발구름 지원부(40)가 지렛대 기능을 구현할 수 있도록 발구름 지원부(40)의 중앙 부분에서 하측(및/또는 상측) 마련될 수 있으며, 몸체부(30)의 고정핀(31)이 발구름 지원부(40)를 관통하는 경우 고정핀(31)과 간섭되지 않는 위치에 마련될 수 있다.
받침축(43)은 몸체부(30) 내측에 마련될 수 있고, 양단이 몸체부(30)에 마련되는 축 결합구(33)에 끼워져서 구속될 수 있다. 이 경우 발구름 지원부(40)는 후단이 상방 가압되면 발구름 지원부(40)의 전단에 대해 받침축(43)을 기준으로 하는 회전 모멘트를 발생시켜서, 전족부(10)에 안정적이고 적절한 힘으로 누름 압력을 전달할 수 있다.
받침축(43)의 위치나 크기(단면 직경) 또는 발구름 지원부(40)의 아치 형태(탄력성) 등은 사용자의 무게에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 일례로 높은 무게의 사용자는 발바닥 닿기가 빠르게 이루어져서 수직 충격량을 분산시킬 시간이 적고, 반대로 낮은 무게의 사용자는 발바닥 닿기가 늦어 발구름이 늦게 발생할 수 있다.
본 발명은 위와 같이 사용자의 무게에 따라 다르게 나타날 수 있는 발바닥 닿기의 시간을 발구름 지원부(40)를 통해 인위적으로 조정함으로써, 효율적인 발구름을 재현할 수 있다.
이와 같이 본 발명은, 전족부(10)와 후족부(20) 간의 결합 부분을 조절하여 의지발(1)의 전후 길이 조절이 가능하도록 하며, 발구름 지원부(40)를 두어 종래의 카본 의지발에서 문제되었던 입각기의 발구름을 원활하게 구현하여, 보행 안정성과 편안함을 상승시킬 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 명확해질 것이다.

Claims (15)

  1. 발끝에 대응되는 전족부;
    뒤꿈치에 대응되는 후족부; 및
    상방으로 볼록한 아치 형태를 갖고 보행 중 뒤꿈치 닿기 시 후단이 가압되면서 전단이 상기 전족부를 누르는 발구름 지원부를 포함하는 것을 특징으로 하는 의지발.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 발구름 지원부는,
    전단이 상기 전족부에 밀착되고, 후단이 상기 후족부에 인접하게 마련되는 것을 특징으로 하는 의지발.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 발구름 지원부는,
    전단에 마련되어 상기 전족부와 맞닿는 댐퍼를 갖는 것을 특징으로 하는 의지발.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 전족부는, 후단이 상기 후족부와 결합되고 전단에 복수 개의 발끝부가 마련되며,
    상기 댐퍼는, 복수 개의 상기 발끝부마다 맞닿도록 복수 개로 마련되는 것을 특징으로 하는 의지발.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 후족부는, 전단이 상기 전족부와 결합되고 후단에 복수 개의 뒤꿈치부가 마련되며,
    상기 발구름 지원부의 후단은, 복수 개의 상기 뒤꿈치부의 사이에 마련되는 것을 특징으로 하는 의지발.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 발구름 지원부의 중앙 부분에 마련되는 받침축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의지발.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 전족부와 상기 후족부가 결합되는 위치에 마련되는 몸체부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 의지발.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 몸체부는,
    적어도 전후가 개방되는 형태이고 상기 발구름 지원부를 내측에 수용하며,
    상기 받침축의 양단을 구속하는 것을 특징으로 하는 의지발.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 전족부 및 상기 후족부는,
    하방으로 볼록한 아치 형태인 것을 특징으로 하는 의지발.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 후족부는,
    상기 발구름 지원부와 반대 방향으로 볼록한 형태인 것을 특징으로 하는 의지발.
  11. 발끝에 대응되는 전족부; 및
    뒤꿈치에 대응되는 후족부를 갖고,
    상기 전족부의 후단과 상기 후족부의 전단은, 서로 겹치는 면적이 달라지도록 결합하여 상기 발끝에서 상기 뒤꿈치까지의 전후 길이가 가변되는 것을 특징으로 하는 의지발.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전족부는, 후단에 상기 후족부와 결합되는 전족 결합부를 갖고, 전단에 복수 개의 발끝부가 마련되며,
    상기 후족부는, 전단에 상기 전족부와 결합되는 후족 결합부를 갖고, 후단에 복수 개의 뒤꿈치부가 마련되는 것을 특징으로 하는 의지발.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 발끝부 및 상기 뒤꿈치부는,
    하방으로 볼록한 아치 형태인 것을 특징으로 하는 의지발.
  14. 제 12 항에 있어서, 상기 전족 결합부 및 상기 후족 결합부는,
    서로 마주하는 면이 겹치면서 상기 전족부와 상기 후족부가 결합되도록 하는 것을 특징으로 하는 의지발.
  15. 제 12 항에 있어서, 상기 전족 결합부 및 상기 후족 결합부 중 적어도 어느 하나는,
    서로 마주하는 면에 전후방향으로 지그재그 형태인 체결돌기를 갖고, 상기 체결돌기는,
    상기 전족 결합부와 상기 후족 결합부가 서로 겹치는 면적이 단계별로 조절되도록 하는 것을 특징으로 하는 의지발.
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