WO2020251126A1 - 족부 스트레칭 및 검진 장치와, 족부 강성 산출방법 - Google Patents

족부 스트레칭 및 검진 장치와, 족부 강성 산출방법 Download PDF

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WO2020251126A1
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foot
scaffold
rotation
footrest
rotated
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PCT/KR2019/018063
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박형순
김유성
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한국과학기술원
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Definitions

  • the present invention relates to a foot stretching and examination device and a method of calculating foot stiffness.
  • the conventional foot stretching device is used only for the purpose of stretching a joint, and does not have a function of diagnosing foot disease.
  • An embodiment of the present invention is to provide a foot stretching and examination device capable of simultaneously stretching two joints using one motor and a coupling mechanism.
  • an embodiment of the present invention is to provide a foot stretching and examination device having a function of diagnosing foot diseases.
  • the motor unit A scaffolding unit having a lower scaffold configured to be rotatable about a first rotation axis, an upper scaffold configured to be rotatable about a second rotation axis, and a connecting member connecting the upper scaffold and the lower scaffold; And a coupling unit including an arm portion rotated by the motor portion and a rotation coupler coupled to the upper foot plate, wherein the upper foot plate is at a predetermined angle around the second rotation axis by the rotation of the arm portion It is configured to rotate, and the lower footrest is configured to rotate about the second rotation axis by rotation of the arm portion, together with the upper footrest in a state in which the upper footrest is rotated at the predetermined angle, foot stretching and examination A device is provided.
  • Both side portions of the upper scaffold may be rotatably coupled to an upper portion of the connecting member, and the lower portions of the connecting member may be fixedly fixed at both side portions of the lower scaffold so as to change their fixing positions.
  • the foot stretching and examination device may further include a sensor for measuring a repulsive force by a user's metatarsal joint when the upper footrest is rotated.
  • the foot stretching and examination device may further include a sensor for measuring a repulsive force by the ankle joint of the user when the lower footrest is rotated.
  • a foot stretching and examination device capable of simultaneously stretching two joints using one motor and a coupling mechanism.
  • a foot stretching/examination device having a function of diagnosing foot diseases.
  • FIG. 1 is a left front perspective view of a foot stretching and examination device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a left front perspective view showing a state in which the user's foot is placed on the foot stretching and examination device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a right front perspective view of a foot stretching and examination device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a right rear perspective view of a foot stretching and examination device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a right side view of a foot stretching and examination device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram schematically showing an operation process of the coupling unit and the footrest unit of the foot stretching and examination device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a block diagram illustrating a check function of a foot stretching and examination device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a flowchart of a method of calculating foot stiffness using a foot stretching and examination device according to an embodiment of the present invention.
  • the foot stretching and examination device 100 includes a motor unit 10, a footrest unit 20, a coupling unit 30, and a support unit 40 And a control unit 90.
  • the foot stretching and examination device 100 may be referred to as a foot stretching device or a foot examination device according to a use and a mode of use.
  • the motor unit 10 includes a motor and a motor rotation shaft.
  • the motor provides a driving force for rotation, and the motor rotation shaft is a rotation shaft rotated by the motor.
  • the scaffolding unit 20 includes an upper scaffold 21, a lower scaffold 22, and a connecting member 23 connecting the upper scaffold 21 and the lower scaffold 22.
  • the connecting member 23 may be provided with a pair of left and right.
  • the lower part of the connecting member 23 is fixed to both sides of the lower scaffold 22, and the upper part of the connecting member 23 may support both sides of the upper scaffold 21.
  • the lower scaffold 22 and the upper scaffold 21 may be referred to as the first scaffold 22 and the second scaffold 21.
  • This connecting member 23 is fixed so that the fixed position with respect to the lower foot plate 22 can be changed. By changing the fixed position of the connecting member 23, the distance between the upper footrest 21 and the lower footrest 22 can be adjusted according to the size of the user's foot.
  • a slit 23a extending in the longitudinal direction of the connecting member 23 may be formed under the connecting member 23.
  • the connecting member 23 is fixed to both sides of the lower foot plate 22 by coupling the fixing mechanism 24 to both sides of the lower foot plate 22 through the slit 23a.
  • the fixing mechanism 24 is configured to be tightened/released, and the connection member 23 is coupled to the lower foot plate 22 by tightening the fixing mechanism 24, and by releasing the fixing mechanism 24, the connection member 23 ) And the lower footboard 22 are released, so that the fixing position of the connecting member 23 can be changed.
  • the fixing mechanism 24 by adjusting the distance between the upper foot plate 21 and the lower foot plate 22 according to the size of the user's foot, and then tightening the fixing mechanism 24, the upper foot plate 21 and the lower foot plate 22 are determined. It is coupled through the connecting member 23 in a state spaced apart by a distance of.
  • the support unit 40 has a pair of side support portions 40a, 40b and a lower support portion 40c.
  • the lower footrest 22 has a shape of an approximately "b" cross-section in which the back of the user's foot is in contact. That is, the lower scaffold 22 is composed of a horizontal plate extending in the horizontal direction and a vertical plate extending in the vertical direction.
  • the horizontal plate of the lower footrest 22 is rotatably coupled to the lateral support portions 40a and 40b around the first rotation axis X1. At this time, the rotation axis (first rotation axis X1) of the lower footrest 22 with respect to the lateral support portions 40a and 40b is positioned to substantially coincide with the ankle joint portion of the user. The horizontal plate of the lower footrest 22 is supported by the lower support portion 40c.
  • the lower footrest 22 may be configured to rotate only toward the user in a vertical position.
  • a stopper (not shown) may be provided to prevent the lower footrest 22 from being rotated from a vertical position to a side opposite to the user side (in a direction away from the user side).
  • the upper footrest 21 may be rotatably coupled in one direction (user-side direction) around the second rotation axis X2 on the upper part of the connecting member 23 through a pair of coupling pieces 60, for example. have.
  • the rotation axis (second rotation axis X2) of the upper footrest 21 with respect to the connection member 23 is positioned to substantially coincide with the user's metatarsal joint.
  • the upper footrest 21 may be configured to rotate only toward the user in a vertical position.
  • a stopper (not shown) may be provided that prevents the upper foot plate 22 from rotating from the vertical position to the side opposite to the user side (in a direction away from the user side).
  • the coupling piece 60 may have a configuration capable of adjusting the horizontal position of the upper foot plate 21.
  • the coupling piece 60 is formed in an approximately "a" shape, and has a horizontal portion 60a and a vertical portion 60b.
  • the horizontal portion (60a) is formed with a slit (61) extending in the horizontal direction, by coupling the fixing mechanism (62) to both sides of the upper foot plate (21) through the slit (61), the coupling piece (60) It is fixed to both sides of the upper footrest (21).
  • the vertical portion 60b of the coupling piece 60 is fixed to the upper portion of the connecting member 23.
  • the fixing mechanism 62 is configured to be tightened/released, and the coupling piece 60 is fixed to the upper foot plate 21 by tightening the fixing mechanism 62, and by releasing the fixing mechanism 62, the coupling piece 60 ) And the upper foot plate 21 is released.
  • the engaging piece 60 is fixed to the upper foot plate 21 by arranging the upper foot plate 21 at a desired horizontal position and then tightening the fixing mechanism 62 through the slit 61.
  • the coupling unit 30 includes an arm portion 31 coupled to the motor rotation shaft of the motor portion 10 and a rotation coupler 32 coupled to one side of the upper foot plate 21.
  • the arm portion 31 has its rear end coupled to the motor rotation shaft of the motor unit 10 and may rotate together with the motor rotation shaft when the motor rotation shaft rotates.
  • a contact portion 31a for pressing the rotary coupler 32 by contacting the rotary coupler 32 is provided at the distal end of the arm portion 31.
  • the contact portion 31a of the arm portion 31 contacts the lower surface of the tip portion of the rotary coupler 32 when the tip end of the arm portion 31 is rotated upward, and presses the rotary coupler 32 to press the rotary coupler 32 ) Can be rotated.
  • the rear end of the rotary coupler 32 is coupled to one side of the upper footrest 21, and when the rotary coupler 32 in contact with it is rotated by the rotation of the contact portion 31a of the arm 31, the upper footrest ( 21) may be rotated by a predetermined angle around the second rotation axis X2 together with the rotation coupler 32.
  • the rotation coupler 32 contacts the arm portion 31 and the rotation coupler 32 may be rotated with respect to the connecting member 23 and the arm portion 31 by the rotation of the arm portion 31.
  • a direction in which the arm portion 31 rotates with respect to the rotation center and a direction in which the rotation coupler 32 rotates with respect to the rotation center may be the same.
  • the angle at which the rotation coupler 32 rotates by the rotation of the arm portion 31 may be limited to a predetermined angle. For example, when the rotation coupler 32 rotates by a predetermined angle so that the entire lower surface of the rotation coupler 32 contacts the contact portion 31a of the arm portion 31, the second rotation axis X2 of the rotation coupler 32 ) Centered on the meeting is stopped. While the rotation coupler 32 rotates with respect to the connecting member 23 and the arm portion 31, the position and posture of the connecting member 23 can be maintained unchanged.
  • the rotation coupler 32 rotates relatively with respect to the connecting member 23 and the arm portion 31, and the connecting member 23 and the lower footrest The position and posture of (22) can remain unchanged. Thereafter, while the arm portion 31 rotates more than the first rotation angle and rotates to the second rotation angle, the rotation coupler 32 does not rotate relative to the connecting member 23 and the arm portion 31, but the upper portion The footrest 21, the connection member 23, and the lower footrest 22 rotate with respect to the lateral support portions 40a and 40b around the first rotation axis X1.
  • the ankle portion of the user placed on the lower footrest 22 is tilted upward and the ankle joint is stretched.
  • FIG. 6 is a schematic diagram schematically showing an operation process of the coupling unit and the footrest unit of the foot stretching and examination device according to an embodiment of the present invention
  • the foot stretching and examination device 100 may simultaneously stretch the metatarsal joint and the ankle joint using one motor and a coupling mechanism.
  • the foot stretching and examination device 100 includes a first sensor unit 71 and a lower footrest 22 for measuring the rigidity of the user's metatarsal joint when the upper footrest 21 is rotated.
  • the first sensor unit 71, the second sensor unit 72, and the second sensor unit 72 may each include a torque sensor and an angle sensor.
  • the first sensor unit 71 and the second sensor unit 72 may be installed on the second rotation axis X2 and the first rotation axis X1, respectively.
  • the controller 90 calculates the stiffness of the user's metatarsal joint or ankle joint based on the rotation angle of the upper footrest 21 or lower footrest 22 measured by the angle sensor and the torque measured by the torque sensor. In addition, it is possible to check whether the user has a foot disease by comparing the calculated stiffness information with information on the state of the foot disease previously input.
  • the control unit 90 may be implemented by a computing device including a microprocessor, a memory, and the like, and the implementation method is obvious to those skilled in the art, so a detailed description thereof will be omitted.
  • the foot stretching and examination device 100 between the upper foot plate 21 and the lower foot plate 22, is rotatably supported by both connecting members 23 (indenter ) (80) may be further included.
  • the indenter 80 can be rotated by a separate motor (not shown) to press the user's sole.
  • a third sensor unit 73 may be provided on the rotation shaft of the indenter 80.
  • the control unit 90 may calculate the stiffness of the sole of the foot based on the rotation angle and torque of the indenter 80 measured by the third sensor unit, and compare the calculated stiffness of the sole of the foot with pre-input foot disease data to It is possible to determine whether a negative foot disease or not.
  • the control unit 90 operates the first sensor unit 71, the second sensor unit 72, and the third sensor unit 73 (S10).
  • the control unit 90 may operate the first sensor unit 71, the second sensor unit 72, and the third sensor unit 73 simultaneously or sequentially, and may also operate only some sensors. have.
  • the meaning of operating the sensor unit includes obtaining a measured value from the sensor unit.
  • the control unit 90 calculates the stiffness of the user's metatarsal joint based on the rotation angle and torque measured in real time by the first sensor unit 71 while rotating the upper footrest 21 (S30).
  • the controller 90 may compare the calculated stiffness information of the user's metatarsal joint with pre-input foot disease data to determine whether the metatarsal joint has a foot disease.
  • control unit 90 calculates the rigidity of the ankle joint of the user based on the rotation angle and torque measured in real time by the second sensor unit 72 while rotating the lower footrest 22 (S41). .
  • the control unit 90 may determine whether or not there is a foot disease by comparing the calculated stiffness information of the ankle joint of the user with pre-stored foot disease data.
  • control unit 90 calculates the rigidity of the user's sole based on the rotation angle and torque measured in real time by the third sensor unit 73 provided in the indenter 80 driven by a separate motor ( S50).
  • the control unit 90 may determine whether or not there is a foot disease by comparing the calculated stiffness information of the user's sole with the previously input foot disease data.
  • the control unit 90 determines that the motor has operated to the reference point (S60). When it is determined that the motor has operated to the reference point, the controller 90 may stop the operation of the sensor and stop the motor from rotating in one direction (S70). Meanwhile, the controller 90 may stop the motor from rotating in one direction even when a value measured from the first to third sensor units 71, 72, and 73 exceeds a predetermined value.
  • control unit 90 operates the motor so that the motor rotates in another direction so that the upper footrest 21, the lower footrest 22, and the indenter 80 return to their original positions (S80).
  • the rotation angle and torque measured by the first sensor unit 71, the second sensor unit 72, and the third sensor unit 73 are calculated. Based on, it is possible to calculate the stiffness of the metatarsal joint, the stiffness of the ankle joint, and the stiffness of the sole of the foot, and it is possible to determine whether or not there is a foot disease by comparing the calculated values with values of the previously stored foot disease data.

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Abstract

본 발명의 족부 스트레칭 및 검진 장치는, 상부 발판(21), 하부 발판(22) 및 상부 발판(21)과 하부 발판(22)을 연결하는 연결부재(23)를 구비하는 발판 유닛(20)과, 모터 회전축에 결합된 아암부(31)와, 상부 발판(21)에 결합된 회전 커플러(32)를 구비하는 커플링 유닛(30)과, 하부 발판(22)을 제1 회동축선(X1)을 중심으로 회동가능하게 지지하는 지지 유닛(40)을 포함한다. 상부 발판(21)은 연결부재(23)의 상부에 제2 회동축선(X2)을 중심으로 회동가능하게 결합된다. 회전 커플러(32)는, 아암부(31)의 회동시 아암부(31)에 의해 가압되어 회동되는 것에 의해 상부 발판(21)을 제2 회동축선(X2)을 중심으로 소정 각도 회동시키도록 구성되며, 연결부재(23)에 의해 연결된 상부 발판(21) 및 하부 발판(32)은 함께, 상부 발판(21)이 소정 각도 회동된 상태에서 아암부(31)가 더 회전되는 것에 의해, 제1 회동축선(X1)을 중심으로 소정 각도 회동된다.

Description

족부 스트레칭 및 검진 장치와, 족부 강성 산출방법
본 발명은 족부 스트레칭 및 검진 장치와 족부 강성 산출 방법에 관한 것이다.
최근, 족부 질환의 예방 및 재활을 위한 다양한 족부 스트레칭 장치가 제안되어 있다. 종래의 족부 스트레칭 장치에는, 발목만 스트레칭하거나 또는 발목과 함께 중족지관절을 스트레칭하는 것이 있다. 그러나, 이러한 종래의 족부 스트레칭 장치에서는, 각 관절에 대한 스트레칭용 모터를 각각 구비하고 있다. 즉, 발목 스트레칭용 모터와 중족지관절 스트레칭용 모터가 별개로 마련되어 있어, 부품수가 증가되어 제조비용이 증가된다.
또한, 종래의 족부 스트레칭 장치는 관절을 스트레칭하기 위한 목적으로만 사용되며, 족부 질환을 진단할 수 있는 기능은 갖고 있지 않다.
이에 따라, 하나의 모터를 이용하여 복수의 족부 관절을 스트레칭하는 기능 및 족부 질환을 진단할 수 있는 기능을 갖는 장치가 요구되고 있다.
(특허문헌)
한국공개특허공보 제10-2015-0058691호 (2015. 5. 29. 공개)
본 발명의 실시예는, 하나의 모터와 커플링 메커니즘을 이용하여 두 개의 관절을 동시에 스트레칭할 수 있는 족부 스트레칭 및 검진 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예는, 족부 질환을 진단할 수 있는 기능을 갖는 족부 스트레칭 및 검진 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 모터부; 제1 회동축선을 중심으로 회동 가능하게 구성되는 하부 발판, 제2 회동축선을 중심으로 회동 가능하게 구성되는 상부 발판, 및 상기 상부 발판과 상기 하부 발판을 연결하는 연결부재를 구비하는 발판 유닛; 및 상기 모터부에 의해 회전되는 아암부와, 상기 상부 발판에 결합된 회전 커플러를 구비하는 커플링 유닛을 포함하고, 상기 상부 발판은 상기 아암부의 회동에 의해 상기 제2 회동축선을 중심으로 소정 각도 회동하도록 구성되며, 상기 하부 발판은, 상기 상부 발판이 상기 소정 각도 회동된 상태에서 상기 상부 발판과 함께, 상기 아암부의 회전에 의해 상기 제2 회동축선을 중심으로 회동하도록 구성되는, 족부 스트레칭 및 검진 장치가 제공된다.
상기 하부 발판이 상기 아암부에 의해 회전할 때 상기 상부 발판에 대한 상기 하부 발판의 각도는 유지될 수 있다.
상기 상부 발판의 양측부는 상기 연결부재의 상부에 회동가능하게 결합되며, 상기 연결부재의 하부는 상기 하부 발판의 양측부에 고정위치를 변경가능하게 고정될 수 있다.
족부 스트레칭 및 검진 장치는 상기 상부 발판의 회동시 사용자의 중족지관절에 의한 반발력을 측정하기 위한 센서를 더 포함할 수 있다.
족부 스트레칭 및 검진 장치는 상기 하부 발판의 회동시 사용자의 발목관절에 의한 반발력을 측정하기 위한 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 모터와 커플링 메커니즘을 이용하여 두 개의 관절을 동시에 스트레칭할 수 있는 족부 스트레칭 및 검진 장치를 제공할 수 있다. 또한, 족부 질환을 진단할 수 있는 기능을 갖는 족부 스트레칭/검진 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치의 좌측 전방 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치에 사용자의 족부가 놓인 상태를 도시한 좌측 전방 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치의 우측 전방 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치의 우측 후방 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치의 우측면도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치의 커플링 유닛과 발판 유닛의 작동 프로세스를 모식적으로 도시하는 개략도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치의 검진 기능을 설명하기 위한 블록도이다.
도 8는 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치를 이용한 족부 강성 산출 방법의 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 작용에 대해 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 측면(aspects) 중 하나이며, 하기의 설명은 본 발명에 대한 상세한 기술의 일부를 이룰 수 있다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어 공지된 구성 또는 기능에 관한 구체적인 설명은 본 발명을 명료하게 하기 위해 생략할 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 포함할 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
그리고 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결되어' 있다거나 '결합되어' 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 결합되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치(100)는, 모터부(10), 발판 유닛(20), 커플링 유닛(30), 지지 유닛(40) 및 제어부(90)를 포함한다. 본 명세서에서의 족부 스트레칭 및 검진 장치(100)는 용도 및 사용 양태에 따라 족부 스트레칭 장치 또는 족부 검진 장치로 바꾸어 명명될 수도 있다.
모터부(10)는 모터 및 모터 회전축을 구비한다. 모터는 회전을 위한 구동력을 제공하고 모터 회전축은 모터에 의해 회전되는 회전축이다.
발판 유닛(20)은 상부 발판(21), 하부 발판(22), 및 이러한 상부 발판(21)과 하부 발판(22)을 연결하는 연결부재(23)를 구비한다.
본 실시예에 있어서 연결부재(23)는 좌우 한 쌍 마련될 수 있다. 연결부재(23)가 세워졌을 때, 연결부재(23)의 하부는 하부 발판(22)의 양측부에 고정되고 연결부재(23)의 상부는 상부 발판(21)의 양측부를 지지할 수 있다. 여기서 하부 발판(22)과 상부 발판(21)은 제1 발판(22)과 제2 발판(21)으로 명명될 수도 있다. 이러한 연결부재(23)는 하부 발판(22)에 대한 고정위치가 변경 가능하게 고정된다. 연결부재(23)의 고정위치를 변경함으로써, 사용자의 발의 크기에 따라 상부 발판(21)과 하부 발판(22)의 거리를 조절할 수 있다.
예컨대, 연결부재(23)의 하부에는 연결부재(23)의 길이방향으로 연장하는 슬릿(23a)이 형성될 수 있다. 이 슬릿(23a)을 통해 고정기구(24)를 하부 발판(22)의 양측부에 결합시키는 것에 의해 연결부재(23)가 하부 발판(22)의 양측부에 고정된다.
고정기구는(24)는 조임/해제가능하게 구성되어 고정기구(24)를 조임으로써 연결부재(23)가 하부 발판(22)에 결합되며, 고정기구(24)를 해제함으로써, 연결부재(23)와 하부 발판(22)의 결합이 해제되어 연결부재(23)의 고정위치를 변경할 수 있게 된다. 이러한 상태에서, 사용자의 발 크기에 맞추어 상부 발판(21)과 하부 발판(22)의 거리를 조절한 후, 고정기구(24)를 조임으로써, 상부 발판(21)과 하부 발판(22)이 소정의 거리로 이격된 상태에서 연결부재(23)를 통해 결합된다.
지지 유닛(40)은 한 쌍의 측방 지지부(40a, 40b)와 하방 지지부(40c)를 갖는다.
하부 발판(22)은 사용자의 발 뒷부분이 접촉되는 대략 "ㄴ"단면의 형상을 갖는다. 즉, 하부 발판(22)은 수평방향으로 연장하는 수평판과 수직방향으로 연장하는 수직판으로 구성된다.
하부 발판(22)의 수평판은 측방 지지부(40a, 40b)에 제1 회동축선(X1)을 중심으로 회동가능하게 결합된다. 이 때, 측방 지지부(40a, 40b)에 대한 하부 발판(22)의 회동축선(제1 회동축선(X1))은 사용자의 발목 관절부분과 대략 일치하도록 위치된다. 하부 발판(22)의 수평판은 하방 지지부(40c)에 의해 지지된다.
하부 발판(22)은 수직 위치에서 사용자측으로만 회동되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 하부 발판(22)이 수직 위치에서 사용자측과 반대측으로(사용자측으로부터 멀어지는 방향으로) 회동되는 것을 방지하는 스톱퍼(미도시)가 마련될 수 있다.
상부 발판(21)은, 예컨대, 한 쌍의 결합편(60)을 통해 연결부재(23)의 상부에 제2 회동축선(X2)을 중심으로 일측방향(사용자측 방향)으로 회동가능하게 결합될 수 있다. 이 때, 연결부재(23)에 대한 상부 발판(21)의 회동축선(제2 회동축선(X2))은 사용자의 중족지관절과 대략 일치하도록 위치된다.
상부 발판(21)은 수직 위치에서 사용자측으로만 회동되도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 상부 발판(22)이 수직 위치에서 사용자측과 반대측으로(사용자측으로부터 멀어지는 방향으로) 회동되는 것을 방지하는 스톱퍼(미도시)가 마련될 수 있다.
결합편(60)은 상부 발판(21)의 수평방향 위치를 조절가능한 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 결합편(60)은 대략 "ㄱ"자 형상으로 형성되며, 수평부(60a) 및 수직부(60b)를 갖는다. 수평부(60a)에는 수평방향으로 연장하는 슬릿(61)이 형성되며, 이 슬릿(61)을 통해 고정기구(62)를 상부 발판(21)의 양측부에 결합시키는 것에 의해 결합편(60)이 상부 발판(21)의 양측부에 고정된다. 결합편(60)의 수직부(60b)는 연결부재(23)의 상부에 고정된다.
고정기구는(62)는 조임/해제가능하게 구성되어 고정기구(62)를 조임으로써 결합편(60)가 상부 발판(21)에 고정되며, 고정기구(62)를 해제함으로써, 결합편(60)와 상부 발판(21)의 결합이 해제된다. 이 상태에서 상부 발판(21)을 소망의 수평방향 위치에 배치한 후 슬릿(61)을 통해 고정기구(62)를 조임으로써 결합편(60)이 상부 발판(21)에 고정된다.
커플링 유닛(30)은 모터부(10)의 모터 회전축에 결합된 아암부(31)와, 상부 발판(21)의 일측부에 결합된 회전 커플러(32)를 구비한다.
아암부(31)는 그 후단부가 모터부(10)의 모터 회전축에 결합되어 모터 회전축의 회전시 모터 회전축과 함께 회동될 수 있다.
아암부(31)의 선단부에는 회전 커플러(32)와 접촉되어 회전 커플러(32)를 가압하는 접촉부(31a)가 마련된다. 아암부(31)의 접촉부(31a)는 아암부(31)의 선단부가 상방으로 회동될 때, 회전 커플러(32)의 선단부의 하면과 접촉하여, 회전 커플러(32)를 가압하여 회전 커플러(32)를 회동시킬 수 있다.
회전 커플러(32)의 후단부는 상부 발판(21)의 일측부에 결합되며, 아암부(31)의 접촉부(31a)의 회동에 의해 그것에 접촉된 회전 커플러(32)가 회동될 때, 상부 발판(21)이 회전 커플러(32)와 함께 제2 회동축선(X2)을 중심으로 소정 각도만큼 회동될 수 있다.
상부 발판(21)이 회동됨에 따라 상부 발판(21)상에 놓인 사용자의 발가락 부위가 위로 젖혀져서 중족지관절이 스트레칭된다.
한편, 회전 커플러(32)는 아암부(31)에 접촉하고 회전 커플러(32)가 아암부(31)의 회동에 의해 연결부재(23) 및 아암부(31)에 대하여 회동될 수 있다. 아암부(31)가 회전 중심에 대해 회전하는 방향과 회전 커플러(32)가 회전 중심에 대해 회동하는 방향은 동일할 수 있다. 회전 커플러(32)가 아암부(31)의 회전에 의해 회전하는 각도는 소정 각도로 제한될 수 있다. 예를 들어, 회전 커플러(32)가 소정 각도만큼 회전하여 회전 커플러(32)의 하면 전체가 아암부(31)의 접촉부(31a)에 접촉되면, 회전 커플러(32)의 제2 회동축선(X2)을 중심으로 한 회동은 멈추게 된다. 회전 커플러(32)가 연결부재(23) 및 아암부(31)에 대해 회동하는 동안, 연결부재(23)의 위치와 자세는 변하지 않고 유지될 수 있다.
이후, 모터 회전축이 더 회전하여 아암부(31)가 더욱 회동되면, 상부 발판(21), 연결부재(23) 및 하부 발판(22)이 일체로, 소정 각도만큼 회동된다.
다시 말해, 아암부(31)가 제1 회전각도까지 회전하는 동안, 회전 커플러(32)가 연결부재(23) 및 아암부(31)에 대하여 상대적으로 회동하고, 연결부재(23) 및 하부 발판(22)의 위치와 자세는 변하지 않고 유지될 수 있다. 이후, 아암부(31)가 제1 회전각도보다 더 회전하여 제2 회전각도까지 회전하는 동안 회전 커플러(32)가 연결부재(23) 및 아암부(31)에 대하여 상대적으로 회전하지는 않지만, 상부 발판(21), 연결부재(23) 및 하부 발판(22)은 제1 회동축선(X1)을 중심으로 측방 지지부(40a, 40b)에 대해 회전한다.
하부 발판(22)이 제1 회동축선(X1)를 중심으로 회동됨에 따라 하부 발판(22)상에 놓인 사용자의 발목 부위가 위로 젖혀져서 발목관절이 스트레칭된다.
모터 회전축이 반대측으로 회전하는 것에 의해, 하부 발판(22)과 상부 발판(21)이 상기 회동과 역방향으로 회동되어 원래의 위치로 복귀된다.
이하, 도 6을 더 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치의 커플링 유닛(30)과 발판 유닛(20)의 작동 프로세스를 설명한다. 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치의 커플링 유닛과 발판 유닛의 작동 프로세스를 모식적으로 도시하는 개략도이다
먼저, 도 6(a)에 도시된 바와 같이, 사용자의 발이 발판 유닛(20)에 올려진 상태에서, 모터가 작동되면, 아암부(31)가 회동되어, 도 6(b)에 도시된 바와 같이, 아암부(31)의 아암부(31)의 접촉부(31a)가 회전 커플러(32)의 선단부의 하면과 접촉한다.
이 상태에서, 모터가 계속 작동하면, 도 6(c)에 도시된 바와 같이, 아암부(31)의 접촉부(3a)의 회동에 의해 아암부(31)에 접촉된 회전 커플러(32)가 회동되고, 상부 발판(21)이 회전 커플러(32)와 함께 제2 회동축선(X2)을 중심으로 소정 각도(θ1)만큼 회동되어, 상부 발판(21)상에 놓인 사용자의 발가락 부위가 위로 젖혀져서 중족지관절이 스트레칭된다.
이 상태에서, 모터가 계속 작동하면, 도 6(d)에 도시된 바와 같이, 회전 커플러(32)의 제2 회동축선(X2)을 중심으로 한 회동은 멈춘 상태로, 상부 발판(21) 및, 상부 발판(21)에 연결부재(23)를 통해 결합된 하부 발판(22)이 일체로, 제1 회동축선(X1)를 중심으로 소정 각도(θ2)만큼 회동된다. 이와 같이, 하부 발판(22)이 제1 회동축선(X1)를 중심으로 회동됨에 따라 하부 발판(22)상에 놓인 사용자의 발목 부위가 위로 젖혀져서 발목관절이 스트레칭된다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치(100)는 하나의 모터와 커플링 메커니즘을 이용하여 중족지관절과 발목관절을 동시에 스트레칭할 수 있다.
이하, 도 7을 더 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치(100)의 검진 기능에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치(100)는, 상부 발판(21)의 회동시 사용자의 중족지관절의 강성을 측정하기 위한 제1 센서부(71), 하부 발판(22)의 회동시 사용자의 발목관절의 강성을 측정하기 위한 제2 센서부(72), 후술하는 압자(80)의 회동시 사용자의 발바닥부의 강성을 측정하기 위한 제3 센서부(72)를 더 포함할 수 있다.
제1 센서부(71), 제2 센서부(72) 및 제2 센서부(72)는 각각 토크센서 및 각도센서를 포함할 수 있다. 제1 센서부(71) 및 제2 센서부(72)는 각각 제2 회동축선(X2) 및 제1 회동축선(X1) 상에 설치될 수 있다.
제어부(90)는, 각도센서에 의해 측정된 상부 발판(21) 또는 하부 발판(22)의 회동 각도 및 토크센서에 의해 측정된 토크에 기초하여 사용자의 중족지관절 또는 발목관절의 강성을 산출할 수 있으며, 산출된 강성 정보와 미리 입력된 족부질환 상태의 정보를 비교하여 사용자의 족부질환 여부를 검진할 수 있다.
이러한 제어부(90)는 마이크로프로세서를 포함하는 연산 장치, 메모리 등에 의해 구현될 수 있으며, 그 구현 방식은 당업자에게 자명한 사항이므로 더 이상의 자세한 설명은 생략한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 스트레칭 및 검진 장치(100)는, 상부 발판(21)과 하부 발판(22) 사이에서, 양측 연결부재(23)에 의해 회동가능하게 지지되는 압자(indenter)(80)를 더 포함할 수 있다.
압자(80)는, 별개의 모터(미도시)에 의해 회동되어 사용자의 발바닥 부분을 누를 수 있다. 압자(80)의 회동축상에 제3 센서부(73)가 마련될 수 있다.
제어부(90)는 제3 센서부에 의해 측정된 압자(80)의 회동 각도와 토크에 기초하여 발바닥부의 강성을 산출할 수 있으며, 산출된 발바닥부의 강성을 미리 입력된 족부질환 데이터와 비교하여 발바닥부의 족부질환 여부를 판단할 수 있다.
이하, 도 8의 순서도를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 강성 산출 방법에 대해 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 족부 강성 산출 방법에 있어서, 먼저 제어부(90)는 제1 센서부(71), 제2 센서부(72) 및 제3 센서부(73)를 작동시킨다(S10). 이 때, 제어부(90)는 제1 센서부(71), 제2 센서부(72) 및 제3 센서부(73)를 동시에 작동시키거나 순차로 작동시킬 수 있으며, 또한 일부 센서만 작동시킬 수도 있다. 여기서 센서부를 작동시킨다는 의미는 센서부로부터 측정된 값을 얻는다는 것을 포함한다.
그 뒤, 모터가 일 방향으로 회전하도록 모터를 작동시키면(S20), 상부 발판(21)이 제2 회동축선(X2)을 중심으로 회동된다.
제어부(90)는, 상부 발판(21)을 회동시키는 동안 제1 센서부(71)에 의해 실시간으로 측정된 회동 각도 및 토크에 기초하여 사용자의 중족지관절의 강성을 산출한다(S30).
제어부(90)는, 산출된 사용자의 중족지관절의 강성 정보와 미리 입력된 족부질환 데이터를 비교하여, 중족지관절의 족부질환여부를 판단할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상부 발판(21)이 제2 회동축선(X2)을 중심으로 소정 각도(θ1)만큼 회동된 상태에서 모터가 계속 작동되면 하부 발판(22)이 제1 회동축선(X1)을 중심으로 회동된다(S40).
이 때, 제어부(90)는, 하부 발판(22)을 회동시키는 동안 제2 센서부(72)에 의해 실시간으로 측정된 회동 각도 및 토크에 기초하여 사용자의 발목관절의 강성을 산출한다(S41).
제어부(90)는, 산출된 사용자의 발목관절의 강성 정보와 미리 저장된 족부질환 데이터를 비교하여, 족부질환 여부를 판단할 수 있다.
또한, 제어부(90)는, 별개의 모터에 의해 구동되는 압자(80)에 마련된 제3 센서부(73)에 의해 실시간으로 측정된 회동 각도 및 토크에 기초하여 사용자의 발바닥의 강성을 산출한다(S50).
제어부(90)는, 산출된 사용자의 발바닥의 강성 정보와 미리 입력된 족부질환 데이터를 비교하여, 족부질환여부를 판단할 수 있다.
제어부(90)는, 하부 발판(22)이 제1 회동축선(X1)을 중심으로 소정 각도까지 회동하도록 모터가 회동하면, 모터가 기준점까지 동작한 것으로 판단한다(S60). 제어부(90)는 모터가 기준점까지 동작하였다고 판단된 경우는, 센서의 작동을 정지시키고, 모터가 일 방향으로 회전하는 것을 정지시킬 수 있다(S70). 한편, 제어부(90)는 제1 내지 제3 센서부(71, 72, 73)로부터 측정된 값이 소정 값을 초과할 때에도 모터가 일 방향으로 회전하는 것을 정지시킬 수 있다.
또한, 제어부(90)는 상부 발판(21), 하부 발판(22) 및 압자(80)가 원위치로 돌아오도록 모터가 타 방향으로 회전하도록 모터를 작동시킨다(S80).
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 족부 강성 산출 방법에 따르면, 제1 센서부(71), 제2 센서부(72) 및 제3 센서부(73) 각각에 의해 측정된 회동 각도 및 토크에 기초하여, 중족지관절의 강성, 발목관절의 강성 및 발바닥부의 강성을 산출할 수 있으며, 이렇게 산출된 값을 미리 저장된 족부질환 데이터의 값과 비교하여 족부질환 여부를 판단할 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변경이 가능한 바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.

Claims (12)

  1. 모터부;
    제1 회동축선을 중심으로 회동 가능하게 구성되는 하부 발판, 제2 회동축선을 중심으로 회동 가능하게 구성되는 상부 발판, 및 상기 상부 발판과 상기 하부 발판을 연결하는 연결부재를 구비하는 발판 유닛; 및
    상기 모터부에 의해 회전되는 아암부와, 상기 상부 발판에 결합된 회전 커플러를 구비하는 커플링 유닛을 포함하고,
    상기 상부 발판은 상기 아암부의 회동에 의해 상기 제2 회동축선을 중심으로 소정 각도 회동하도록 구성되며,
    상기 하부 발판은, 상기 상부 발판이 상기 소정 각도 회동된 상태에서 상기 상부 발판과 함께, 상기 아암부의 회전에 의해 상기 제2 회동축선을 중심으로 회동하도록 구성되는,
    족부 스트레칭 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 하부 발판이 상기 아암부에 의해 회전할 때 상기 상부 발판에 대한 상기 하부 발판의 각도는 유지되는,
    족부 스트레칭 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 아암부의 선단부에는 상기 회전 커플러와 접촉되어 가압하는 접촉부가 마련되는,
    족부 스트레칭 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 발판의 양측부는 상기 연결부재의 상부에 회동가능하게 결합되며, 상기 연결부재의 하부는 상기 하부 발판의 양측부에 고정위치를 변경가능하게 고정되는,
    족부 스트레칭 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 상부 발판과 상기 하부 발판 사이에서, 상기 연결부재에 의해 회동 가능하게 지지되는 압자(indenter)를 더 포함하는,
    족부 스트레칭 장치.
  6. 모터부;
    제1 회동축선을 중심으로 회동 가능하게 구성되는 하부 발판, 제2 회동축선을 중심으로 회동 가능하게 구성되는 상부 발판, 및 상기 상부 발판과 상기 하부 발판을 연결하는 연결부재를 구비하는 발판 유닛;
    상기 상부 발판의 회동시 사용자의 중족지관절의 강성을 측정하기 위한 센서부; 및
    상기 모터부에 의해 회전되는 아암부와, 상기 상부 발판에 결합된 회전 커플러를 구비하는 커플링 유닛을 포함하고,
    상기 상부 발판은 상기 아암부의 회동에 의해 상기 제2 회동축선을 중심으로 소정 각도 회동하도록 구성되며,
    상기 하부 발판은, 상기 상부 발판이 상기 소정 각도 회동된 상태에서 상기 상부 발판과 함께, 상기 아암부의 회전에 의해 상기 제2 회동축선을 중심으로 회동하도록 구성되고,
    족부 검진 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 하부 발판의 회동시 사용자의 발목관절의 강성을 측정하기 위한 센서부를 더 포함하는,
    족부 검진 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 상부 발판과 상기 하부 발판 사이에서, 상기 연결부재에 의해 회동가능하게 지지되는 압자(indenter)를 더 포함하는,
    족부 검진 장치.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 압자의 회동시 사용자의 발바닥부의 강성을 측정하기 위한 센서부를 더 포함하는,
    족부 검진 장치.
  10. 모터부; 제1 회동축선을 중심으로 회동 가능하게 구성되는 하부 발판, 제2 회동축선을 중심으로 회동 가능하게 구성되는 상부 발판, 및 상기 상부 발판과 상기 하부 발판을 연결하는 연결부재를 구비하는 발판 유닛; 및 상기 모터부에 의해 회전되는 아암부와, 상기 상부 발판에 결합된 회전 커플러를 구비하는 커플링 유닛을 포함하는, 족부 스트레칭 및 검진 장치를 이용하여 족부의 강성을 산출하는 방법에 있어서,
    상기 상부 발판을 상기 제2 회동축선을 중심으로 회동시키는 단계; 및
    상기 상부 발판이 회동되는 동안 제1 센서부에 의해 측정된 상기 상부 발판의 회동 각도 및 토크에 기초하여 사용자의 족부의 강성을 산출하는 단계를 포함하는,
    족부 강성 산출 방법.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 하부 발판을 상기 제1 회동축선을 중심으로 회동시키는 단계; 및
    상기 하부 발판이 회동되는 동안 제2 센서부에 의해 측정된 상기 하부 발판의 회동 각도 및 토크에 기초하여 사용자의 족부의 강성을 산출하는 단계를 더 포함하는,
    족부 강성 산출 방법.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 족부 스트레칭 및 검진 장치는 상기 상부 발판과 상기 하부 발판 사이에서, 상기 연결부재에 의해 회동가능하게 지지되는 압자를 더 포함하며,
    상기 압자를 회동축선을 중심으로 회동시키는 단계; 및
    상기 압자가 회동되는 동안 추가 센서부에 의해 측정된 상기 압자의 회동 각도 및 토크에 기초하여 사용자의 족부의 강성을 산출하는 단계를 더 포함하는,
    족부 강성 산출 방법.
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