KR101142240B1

KR101142240B1 - 근력 지원용 착용형 로봇

Info

Publication number: KR101142240B1
Application number: KR1020100044393A
Authority: KR
Inventors: 한창수; 김완수; 서아름; 유승남; 이희돈; 장혜연; 한정수
Original assignee: 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2010-05-12
Filing date: 2010-05-12
Publication date: 2012-05-07
Also published as: KR20110124924A

Abstract

본 발명의 근력 지원용 착용형 로봇은, 신체의 허리 부분에 착용되는 유연성 벨트가 결합되며, 허리 부분의 형상 및 사이즈에 따라 유연하게 변형되는 허리 착용부; 신체의 대퇴부에 위치하도록 허리 착용부에 결합되되 결합 부분을 중심으로 측 방향으로의 회전이 가능하게 결합되는 한 쌍의 고관절 연결부; 고관절 연결부에 보행 방향으로 축 회전 가능하게 결합되며, 착용자가 보행할 때 보행 방향으로 근력을 지원하는 근력 지원부; 및 고관절 연결부에 대한 근력 지원부의 회전력을 발생시키는 구동부;를 포함한다. 본 발명에 따르면, 착용자의 보행 시 보행 방향으로 근력을 지원하면서도 고관절의 자유로운 동작을 가능하게 함으로써 착용자가 우수한 착용감을 느낄 수 있으며, 또한 착용자의 허리 부분을 감싸는 허리 착용부가 허리 부분의 형상 또는 사이즈 등에 따라 유연하게 위치 조절될 수 있는 구조를 가짐으로써 착용자에 특화된 설계가 요구되지 않을 뿐만 아니라 유연한 구조로 인해 착용자의 착용감을 향상시킬 수 있다.

Description

근력 지원용 착용형 로봇{Wearable robot to assist muscular strength}

본 발명은, 근력 지원용 착용형 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 착용자의 보행 시 보행 방향으로 근력을 지원하면서도, 고관절의 자유로운 동작을 가능하게 함으로써 착용자가 우수한 착용감을 느낄 수 있는 근력 지원용 착용형 로봇에 관한 것이다.

장애 또는 노화 등으로 인해 근력이 저하되는 사람들을 위해, 특히 고관절로 골반과 연결된 대퇴부의 근력 저하로 인해 보행이 어려운 사람들을 위해 보행 보조 장치가 개발되어 사용되고 있다. 또한, 이러한 보행 보조 장치는 의료, 복지 분야뿐만 아니라 군사, 산업 자동화 분야에서도 근력 증강 및 보조를 위하여 다양한 시스템으로 개발되고 있다.

도 1은 고관절을 포함한 신체의 일부를 도시한 도면이다. 이에 도시된 바와 같이, 골반(2)과 대퇴골(3)은 고관절(4)에 의해 연결된다. 사람은 고관절(4)의 움직임에 의해서 보행할 수 있을 뿐만 아니라 대퇴골(3)을 측 방향으로 소정 각도 범위 내에서 들어올릴 수 있다. 또한 고관절(4) 구조에 의해서 골반(2) 부위를 둘레 방향으로 돌릴(비틀) 수도 있다.

한편, 이러한 신체 구조에 적용되는 보행 보조 장치의 구성에 대해 개략적으로 설명하면, 종래의 보행 보조 장치는, 허리에 결합되어 신체에 장치를 지지하는 허리 결합부와, 대퇴부의 양측에 위치하도록 허리 결합부에 결합되되 보행 전후 방향으로 회동 가능하도록 허리 결합부에 결합되는 다리 결합부와, 다리 결합부를 회전시키기 위한 구동력을 발생시키는 구동부를 포함할 수 있다.

따라서 이러한 보행 보조 장치를 착용한 착용자는 보행 시 근력이 증강될 수 있으며, 이로 인해 보행을 보다 원활하게 할 수 있다.

그런데, 종래의 보행 보조 장치는 착용자가 보행할 때 근력을 보조할 수는 있지만 보행 보조 장치의 착용으로 인해 고관절의 움직임에 제한이 발생된다. 즉, 전술한 바와 같이 고관절의 구조로 인해 대퇴골이 골반에 대해 전후방, 측방 및 둘레 방향으로 동작할 수 있는데, 보행 보조 장치를 착용하는 경우 전후방으로의 동작은 가능하지만 측방 및 둘레 방향으로의 동작이 제한을 받게 되며, 이에 따라 착용자는 구속되는 느낌으로 인해 좋은 착용감을 느낄 수 없게 된다.

또한, 종래의 보조 장치는 허리 결합부가 고정된 형태로 신체의 허리 부분에 결합되는 구조를 갖기 때문에 착용자의 신체적 특징, 예를 들면 허리 부분의 형상 또는 사이즈에 따라 유연하게 변형될 수 없으며, 이에 따라 착용자의 신체 사이즈에 따른 적절한 설계가 요구되는 단점이 있다.

따라서, 다자유도를 갖는 고관절의 동작을 포괄적으로 구현할 수 있으면서도 착용자의 착용감을 향상시킬 수 있고, 또한 신체의 허리 부분의 형상 또는 사이즈 등에 따라 위치 조절됨으로써 착용자에 따라 별도로 설계를 해야 하는 복잡함을 배제할 수 있는 새로운 구조의 보행 보조 장치의 개발이 요구되는 실정이다.

본 발명의 목적은, 착용자의 보행 시 보행 방향으로 근력을 지원하면서도, 고관절의 자유로운 동작을 가능하게 함으로써 착용자가 우수한 착용감을 느낄 수 있는 근력 지원용 착용형 로봇을 제공하는 것이다.

또한 본 발명의 다른 목적은, 착용자의 허리 부분을 감싸는 허리 착용부가 허리 부분의 형상 또는 사이즈 등에 따라 유연하게 위치 조절될 수 있는 구조를 가지며, 이에 따라 착용자에 특화된 설계가 요구되지 않을 뿐만 아니라 유연한 구조로 인해 착용자의 착용감을 향상시킬 수 있는 근력 지원용 착용형 로봇을 제공하는 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 근력 지원용 착용형 로봇은, 신체의 허리 부분에 착용되는 유연성 벨트가 결합되며, 상기 허리 부분의 형상 및 사이즈에 따라 유연하게 변형되는 허리 착용부; 상기 신체의 대퇴부에 위치하도록 상기 허리 착용부에 결합되되 결합 부분을 중심으로 측 방향으로의 회전이 가능하게 결합되는 한 쌍의 고관절 연결부; 상기 고관절 연결부에 보행 방향으로 축 회전 가능하게 결합되며, 착용자가 보행할 때 보행 방향으로 근력을 지원하는 근력 지원부; 및 상기 고관절 연결부에 대한 상기 근력 지원부의 회전력을 발생시키는 구동부;를 포함하며, 이러한 구성에 의해서, 착용자의 보행 시 보행 방향으로 근력을 지원하면서도, 고관절의 자유로운 동작을 가능하게 함으로써 착용자가 우수한 착용감을 느낄 수 있다.

여기서, 상기 고관절 연결부와 상기 허리 착용부의 상기 결합 부분은 상기 고관절의 측 방향 동작 시 굴곡이 발생되는 신체 지점에 위치되도록 마련되며, 상기 고관절 연결부와 상기 허리 착용부는 축 회전을 가능하게 하는 힌지 수단에 의해 결합될 수 있다.

상기 허리 착용부는, 상기 신체의 허리 부분 중 후미 부분에 배치되며, 내측에는 상기 유연성 벨트를 고정하는 벨트 고정부재가 마련되는 고정 부분; 상기 고정 부분의 양측부에 결합되며, 상기 허리 부분의 형상 및 사이즈에 따라 위치 조절 가능하도록 상호 결합되는 다수의 단위 링크부재; 및 상기 다수의 단위 링크부재 중 양 측단에 위치되는 단위 링크부재들과 결합되며 상기 고관절 연결부가 측 방향으로 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 힌지 결합 부분을 포함하며, 이러한 구성에 의해서 신체의 허리 부분의 형상 및 사이즈에 따라 유연하게 적용될 수 있다.

상기 고정 부분은, 상기 허리 부분 중 후미 부분에 지지되는 지지부재; 및 상기 지지부재의 양측에서 상기 지지부재의 길이 방향으로 이동 가능하게 결합되며, 단부에는 상기 단위 링크부재가 링크 결합되는 길이 조절부재를 포함할 수 있다.

상기 다수의 단위 링크부재는 링크 수단에 의해 상호 링크 결합되며, 상기 단위 링크부재와 상기 힌지 결합 부분은 링크 수단에 의해 상호 링크 결합될 수 있다. 따라서 허리 부분의 형상 및 사이즈에 따라 단위 링크부재는 적절히 위치 조절될 수 있다.

상기 힌지 결합 부분의 내측에는 상기 유연성 벨트에 대한 상기 힌지 결합 부분의 위치를 조절하는 위치 조절부재가 마련되며, 이에 따라 허리 착용부와 벨트 간의 결합을 견고하게 유지할 수 있다.

상기 근력 지원부에는 상기 근력 지원부가 상기 대퇴부의 동작에 따라 함께 동작할 수 있도록 상기 대퇴부에 착탈 가능하게 결합되는 다리 결합부가 마련되며, 상기 다리 결합부에는 상기 대퇴부의 근육 활성 정도를 감지하는 감지 센서가 장착될 수 있다.

또한, 상기 근력 지원용 착용형 로봇은, 상기 감지 센서의 감지 정보에 따라 상기 구동부에 의해 발생되는 회전력을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 본 발명의 목적은, 착용자의 보행 시 보행 방향으로 근력을 지원하면서도, 고관절의 자유로운 동작을 가능하게 함으로써 착용자가 우수한 착용감을 느낄 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 착용자의 허리 부분을 감싸는 허리 착용부가 허리 부분의 형상 또는 사이즈 등에 따라 유연하게 위치 조절될 수 있는 구조를 가지며, 이에 따라 착용자에 특화된 설계가 요구되지 않을 뿐만 아니라 유연한 구조로 인해 착용자의 착용감을 향상시킬 수 있다.

도 1은 고관절을 포함한 신체의 일부를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 근력 지원용 착용형 로봇을 착용한 착용자의 하반신을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 근력 지원용 착용형 로봇의 사시도이다.
도 4는 도 3의 평면도이다.
도 5a 내지 도 5d는 허리 부분의 형상 또는 사이즈에 따라 근력 지원용 착용형 로봇이 위치 조절되는 여러 형태를 도시한 도면들이다.
도 6a 내지 도 6c은 착용자가 다리를 뒤틀 때 허리 착용부의 동작을 도시한 도면들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 근력 지원용 착용형 로봇을 착용한 상태를 아래에서 바라본 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 근력 지원용 착용형 로봇의 측 방향 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 적용에 관하여 상세히 설명한다.

이하의 설명은 특허 청구 가능한 본 발명의 여러 태양(aspects) 중 하나이며, 하기의 기술(description)은 본 발명에 대한 상세한 기술(detailed description)의 일부를 이룬다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 근력 지원용 착용형 로봇을 착용한 착용자의 하반신을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 근력 지원용 착용형 로봇의 사시도이고, 도 4는 도 3의 평면도이며, 도 5a 내지 도 5d는 허리 부분의 형상 또는 사이즈에 따라 근력 지원용 착용형 로봇이 위치 조절되는 여러 형태를 도시한 도면들이고, 도 6a 내지 도 6c는 착용자가 다리를 뒤틀 때 허리 착용부의 동작을 도시한 도면들이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 근력 지원용 착용형 로봇을 착용한 상태를 아래에서 바라본 도면이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 근력 지원용 착용형 로봇의 측 방향 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 근력 지원용 착용형 로봇(100)은, 신체(101)의 허리 부분(102)에 착용되는 유연성 벨트(109)가 결합되며 허리 부분(102)의 형상 및 사이즈에 따라 유연하게 변형(도 3의 A 방향으로 위치 조절 가능함)되는 허리 착용부(110)와, 대퇴부(103)에 위치하도록 허리 착용부(110)에 결합되되 결합 부분을 중심으로 측 방향(B, 도 3 참조)회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 고관절 연결부(130)와, 상단부는 고관절 연결부(130)에 전후 방향(C, 도 3 참조)으로 회전 가능하게 결합되고 다리 결합부(160)에 의해 신체(101)의 대퇴부(103)에 고정되는 근력 지원부(150)와, 고관절 연결부(130)에 대한 근력 지원부(150)의 회전력을 발생시키는 구동부(170)를 포함한다.

각각의 구성에 대해 설명하면, 먼저, 허리 착용부(110)는 착용자의 허리 부분(102)의 형상 또는 사이즈에 따라 변형될 수 있는 구조를 갖는다. 따라서, 착용자는 자신의 허리 부분(102)의 형상 또는 사이즈에 따라 허리 착용부(110)를 적절히 변형시킬 수 있어 종래에 비해 우수한 착용감을 느낄 수 있다.

본 실시예의 허리 착용부(110)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 허리 부분(102) 중 후미 부분에 배치되며 내측에는 유연성 벨트(109)를 고정하는 다수의 벨트 고정부재(113)가 마련되는 고정 부분(111)과, 고정 부분(111)의 양측부에 결합되어 허리 부분(102)의 형상 및 사이즈에 따라 위치 조절 가능하도록 상호 결합되는 다수의 단위 링크부재(115)와, 다수의 단위 링크부재(115)와 고관절 연결부(130) 사이에 결합되는 힌지 결합 부분(118)을 포함한다.

고정 부분(111)은, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 허리 부분(102)에 고정 결합되는 지지부재(111a)와, 지지부재(111a)의 양측에서 지지부재(111a)의 길이 방향으로 이동 가능하게 결합되는 길이 조절부재(111b)를 포함할 수 있다.

지지부재(111a)는, 본 실시예에 따른 근력 지원용 착용형 로봇(100)을 실질적으로 허리 부분(102)에 지지하는 부분이다. 이러한 지지부재(111a)에는 본 실시예에 따른 근력 지원용 착용형 로봇(100)의 작동을 전체적으로 제어하는 제어 장치(117)가 장착될 수 있다.

또한, 지지부재(111a)의 내측에는 벨트 고정부재(113) 복수 개가 마련되어 허리 착용부(110)에 유연성 벨트(109)를 견고히 고정할 수 있다.

길이 조절부재(111b)는 지지부재(111a)의 양측에 장착되되 지지부재(111a)의 길이 방향으로 이동 가능하게 장착된다. 따라서 착용자의 허리 부분(102)의 형상 및 사이즈에 따라 지지부재(111a)에 대한 길이 조절부재(111b)의 위치가 적절하게 조절될 수 있으며, 이로 인해 착용자가 보다 나은 착용감을 느낄 수 있도록 한다.

한편, 단위 링크부재(115)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 길게 연결된다. 즉, 하나의 단위 링크부재(115)와 길이 조절부재(111a)가 링크 수단(116)에 의해 링크(link) 결합되고, 또한 단위 링크부재(115)끼리도 링크 수단(116)에 의해 링크 결합되고, 또한 가장 측부에 위치한 단위 링크부재(115)와 힌지 결합 부분(118) 역시 링크 수단(116)에 의해 링크 결합된다.

따라서, 도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 허리 부분(102)의 사이즈 또는 형상 등에 따라 단위 링크부재(115)가 넓게 펴질 수도 있고, 또는 접힐 수도 있다. 또한 착용자가 대퇴부(103)를 비트는 경우, 도 6a 내지 도 6c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 다수의 단위 링크부재(115)가 펴지거나 접힐 수 있어 둘레 방향으로의 고관절 동작이 원활하게 이루어질 수 있다.

힌지 결합 부분(118)은, 가장 측부에 위치하는 단위 링크부재(115)에 링크 결합되고, 하단부는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 고관절 연결부(130)와 결합된다. 이에, 고관절 연결부(130) 및 그에 결합된 근력 지원부(150)가 힌지 결합 부분(118)과의 결합 부분을 중심으로 측 방향 회전할 수 있는데, 이에 대해서는 후술하기로 한다.

또한, 힌지 결합 부분(118)의 내측에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 유연성 벨트(109)에 대한 힌지 결합 부분(118)의 위치를 조절하는 위치 조절부재(119)가 마련된다. 이러한 위치 조절부재(119)는 허리 부분(102)의 사이즈 및 형상에 따라 힌지 결합 부분(118)의 위치를 고정하는 역할을 하면서도 허리 착용부(110)로부터 유연성 벨트(109)가 이탈되는 것을 저지할 수 있어 유연성 벨트(109)를 허리 부분(102)에 체결하는 경우 허리 착용부(110) 또한 견고한 결합력을 유지할 수 있도록 한다.

이와 같이, 본 실시예의 허리 착용부(110)는 고관절(104)이 둘레 방향으로 동작할 때, 즉 도 6a 및 도 6c 그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 다리(105)를 제자리에서 뒤틀 때 허리 착용부(110)의 단위 링크부재(115)가 유연성 있게 위치 조절됨으로써 착용자가 장치에 의한 구속감을 느끼는 것을 배제할 수 있으며, 이에 따라 착용감을 향상시킬 수 있다. 또한, 도 5a 및 도 5d에 도시된 바와 같이, 허리 부분(102)의 형상 및 사이즈에 따라 단위 링크부재(115)가 적절히 위치 조절됨으로써 적용 범위를 확대할 수 있는 장점이 있다.

한편, 고관절 연결부(130)는, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 허리 착용부(110)의 힌지 결합 부분(118)과 힌지 수단(131)에 의해 결합되며, 이에 따라 고관절 연결부(130) 및 그에 결합된 근력 지원부(150)는 결합 부분을 중심으로 측 방향 회전할 수 있다.

이때, 힌지 결합 부분(118)과 고관절 연결부(130)의 결합 부분은, 도 7에 도시된 바와 같이, 고관절(104)의 측 방향 동작 시 굴곡이 발생되는 신체 지점(107)에 위치한다. 따라서 착용자가 다리(105)를 측 방향으로 들 때, 허리 착용부(110)는 허리 부분(102)에 장착된 상태를 안정적으로 유지할 수 있을 뿐만 아니라 결합 부분을 기준으로 고관절 연결부(130) 및 그에 결합된 근력 지원부(150)가 다리(105)의 움직임과 함께 동작할 수 있으며, 이에 따라 착용자가 다리(105)를 측 방향으로 원활하게 들거나 또는 내릴 수 있다.

이와 같이, 본 실시예의 고관절 연결부(130)와 힌지 결합 부분(118)의 결합 구조는 고관절(104)의 측 방향 동작을 가능하게 한다. 따라서, 착용자는 본 실시예의 근력 지원용 착용형 로봇(100)을 착용하고 있는 상태에서도 고관절(104)을 다방향, 특히 측 방향으로 동작할 수 있어 장치에 의한 구속감을 느끼지 않을 수 있다. 즉, 편안한 착용 상태를 유지할 수 있는 것이다.

한편, 근력 지원부(150)는 착용자에게 능동적으로 근력을 지원하는 구성이다. 이러한 근력 지원부(150)는 전술한 허리 착용부(110) 및 고관절 연결부(130)가 착용자의 동작에 따라 수동적으로 작동하는 것과는 달리 후술할 구동부(170)에 의해 능동적으로 작동함으로써 착용자의 보행을 보조할 수 있다.

본 실시예의 근력 지원부(150)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 고관절 연결부(130)의 하단부에 결합되되 보행 방향(C, 도 3 참조), 즉 전후 방향으로 축 회전 가능하도록 결합된다. 즉, 착용자가 보행할 때, 대퇴부(103)와 함께 근력 지원부(150)는 동작하며 이때 근력 지원부(150)로부터 근력이 지원되어 착용자는 전후 방향으로 원활하게 보행할 수 있다.

이러한 근력 지원부(150)는 구동부(170)로부터 발생되는 구동력에 의해 작동된다. 다시 말해, 착용자가 보행하려 할 때 구동부(170)는 착용자의 근육 활성 정도에 기초한 구동력을 발생시켜 근력 지원부(150)가 작동할 수 있도록 한다.

이에 대해 보다 구체적으로 상술하면, 본 실시예의 근력 지원용 착용형 로봇(100)은, 근력 지원부(150)가 착용자의 근육 활성 정도에 따라 적절히 작동할 수 있도록, 도 8에 도시된 바와 같이, 대퇴부(103)에 고정 결합되는 대퇴부 체결 벨트(160)에 장착되어 대퇴부(103)의 근육 활성 정도를 감지하는 감지 센서(180)와, 감지 센서(180)의 감지 정보에 기초하여 구동부(170)에 의해 발생되는 회전력 및 회전 방향을 제어하는 제어부(미도시)를 더 포함할 수 있다.

즉, 본 실시예의 근력 지원용 착용형 로봇(100)을 착용한 상태로 착용자가 보행하려 할 때 감지 센서(180)는 근육 활성 정도를 감지한 후, 이에 대한 정보를 제어부로 보낸다. 이어서 제어부는 감지 센서(180)로부터의 정보에 기초하여 구동부(170)에 의해 발생되는 회전력 및 근력 지원부(150)의 회전 방향을 조절함으로써 착용자가 근력 지원부(150)로부터 제공되는 근력에 보조를 받으면서 보행할 수 있도록 한다.

이와 같이, 본 실시예의 근력 지원부(150)는 구동부(170)로부터 제공되는 구동력에 의해 작동함으로써 착용자의 보행을 보조할 수 있다.

한편, 이하에서는, 이러한 구성을 갖는 근력 지원용 착용형 로봇(100)의 착용 과정 및 작동 방법에 대해 설명하기로 한다.

먼저, 허리 착용부(110)를 허리에 배치한 후 허리 착용부(110)에 결합된 유연성 벨트(109)를 허리 부분(102)에 결속한다. 그리고, 허리 부분(102)의 형상 및 사이즈에 맞게 허리 착용부(110)를 조절한다. 이때 다수의 단위 링크부재(115)는 허리 부분(102)의 형상 및 사이즈에 맞게 위치 조절될 수 있다.

이후, 근력 지원부(150)가 대퇴부(103)의 측부에 위치하도록 한 후 근력 지원부(150)에 결합된 대퇴부 체결 벨트(160)를 대퇴부(103)에 고정시킨다.

다만, 이와 같이 근력 지원용 착용형 로봇(100)을 착용할 때, 허리 착용부(110)와 고관절 연결부(130)를 연결하는 힌지 수단(131)이 고관절(104)의 측 방향 동작 시 굴곡이 발생되는 신체 지점에 위치하도록 착용하는 것이 중요하다.

이어서, 착용자는 원하는 방향으로 보행할 수 있는데, 이때 전술한 감지 센서(180)는 근육 활성 정도를 감지한 후 감지된 정보를 제어부에 전송하고, 제어부는 획득된 정보를 토대로 구동부(170)를 구동시켜 근력 지원부(150)를 작동시킨다. 그러면 근력 지원부(150)와 결합 상태인 대퇴부(103)에 근력 지원부(150)로부터 근력이 지원되어 착용자는 원활한 보행 동작을 수행할 수 있다.

뿐만 아니라, 착용자는 본 실시예의 근력 지원용 착용형 로봇(100)을 착용한 상태에서, 보행 동작이 아닌 다른 동작, 예를 들면 다리(105)를 측 방향으로 든다거나 또는 다리(105)를 뒤트는 동작을 할 수 있는데, 이러한 동작 또한 전술한 근력 지원용 착용형 로봇(100)의 구성에 따라 원활하게 이루어질 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 근력 지원용 착용형 로봇(100)에 따르면, 다자유도를 갖는 고관절(104)의 여러 동작들, 예를 들면 골반에 대한 대퇴부(103)의 전후 방향으로의 회전 동작, 측 방향으로의 회전 동작 및 대퇴부(103)에 대한 골반의 뒤틀림 동작 등이 구현될 수 있으면서도, 착용자의 허리 부분(102)의 형상 및 사이즈 등에 따라 허리 착용부(110)가 유연성 있게 위치 조절됨으로써 착용자의 착용감을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

한편, 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

100 : 근력 지원용 착용형 로봇 110 : 허리 착용부
111 : 고정 부분 115 : 단위 링크부재
118 : 힌지 결합부 130 : 고관절 연결부
150 : 근력 지원부 170 : 구동부
180 : 감지 센서

Claims

신체의 허리 부분에 착용되는 유연성 벨트가 결합되며, 상기 허리 부분의 형상 및 사이즈에 따라 유연하게 변형되는 허리 착용부;
상기 신체의 대퇴부에 위치하도록 상기 허리 착용부에 결합되되 결합 부분을 중심으로 측 방향으로의 회전이 가능하게 결합되는 한 쌍의 고관절 연결부;
상기 고관절 연결부에 보행 방향으로 축 회전 가능하게 결합되며, 착용자가 보행할 때 보행 방향으로 근력을 지원하는 근력 지원부; 및
상기 고관절 연결부에 대한 상기 근력 지원부의 회전력을 발생시키는 구동부;
를 포함하며,
상기 고관절 연결부와 상기 허리 착용부의 상기 결합 부분은 상기 고관절의 측 방향 동작 시 굴곡이 발생되는 신체 지점에 위치되도록 마련되며, 상기 고관절 연결부와 상기 허리 착용부는 축 회전을 가능하게 하는 힌지 수단에 의해 결합되는 근력 지원용 착용형 로봇.
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제1항에 있어서,
상기 허리 착용부는,
상기 신체의 허리 부분 중 후미 부분에 배치되며, 내측에는 상기 유연성 벨트를 고정하는 벨트 고정부재가 마련되는 고정 부분;
상기 고정 부분의 양측부에 결합되며, 상기 허리 부분의 형상 및 사이즈에 따라 위치 조절 가능하도록 상호 결합되는 다수의 단위 링크부재; 및
상기 다수의 단위 링크부재 중 양 측단에 위치되는 단위 링크부재들과 결합되며 상기 고관절 연결부가 측 방향으로 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 힌지 결합 부분을 포함하는 근력 지원용 착용형 로봇.
제3항에 있어서,
상기 고정 부분은,
상기 허리 부분 중 후미 부분에 지지되는 지지부재; 및
상기 지지부재의 양측에서 상기 지지부재의 길이 방향으로 이동 가능하게 결합되며, 단부에는 상기 단위 링크부재가 링크 결합되는 길이 조절부재를 포함하는 근력 지원용 착용형 로봇.
제3항에 있어서,
상기 다수의 단위 링크부재는 링크 수단에 의해 상호 링크(link) 결합되며, 상기 단위 링크부재와 상기 힌지 결합 부분은 링크 수단에 의해 상호 링크 결합되는 근력 지원용 착용형 로봇.
제3항에 있어서,
상기 힌지 결합 부분의 내측에는 상기 유연성 벨트에 대한 상기 힌지 결합 부분의 위치를 조절하는 위치 조절부재가 마련되는 근력 지원용 착용형 로봇.
제1항에 있어서,
상기 근력 지원부에는 상기 근력 지원부가 상기 대퇴부의 동작에 따라 함께 동작할 수 있도록 상기 대퇴부에 착탈 가능하게 결합되는 대퇴부 체결 벨트가 마련되며,
상기 대퇴부 체결 벨트에는 상기 대퇴부의 근육 활성 정도를 감지하는 감지 센서가 장착되는 근력 지원용 착용형 로봇.
제7항에 있어서,
상기 감지 센서의 감지 정보에 따라 상기 구동부에 의해 발생되는 회전력을 제어하는 제어부를 더 포함하는 근력 지원용 착용형 로봇.