KR101324501B1 - Skeletal structure of human power amplification device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 서로 회전가능하게 연결된 다수의 링크를 구비하는 근력증폭장치의 골격구조를 개시한다. 본 발명에 따른 골격구조는, 제1 링크와 제2 링크; 일측이 제1 방향 회전축에 의해 상기 제1 링크에 회전가능하게 결합되고, 타측이 제2 방향 회전축에 의해 상기 제2 링크에 회전가능하게 결합된 관절부를 포함한다.
본 발명에 따른 착용형 근력증폭장치의 골격구조는 골격에 해당하는 상지링크와 하지링크가 착용자의 신체의 외부에 나란히 배치되고 각 회전축이 대응하는 착용자의 각 관절축과 평행하게 배치되므로 착용자의 신체 외부에서 골격이 충분한 변위를 가지고 움직일 수 있어 착용자의 동작을 방해하지 않고 유연성을 높일 수 있다. 또한 별도의 동력원 없이 기구적인 구조만으로 소정 변위의 추가 자유도가 확보되므로 동작 유연성이 크게 개선되고 이로 인해 보다 다양한 동작이 가능해지는 이점이 있다.
The present invention discloses a skeletal structure of a muscle amplification apparatus having a plurality of links rotatably connected to each other. Skeletal structure according to the present invention, the first link and the second link; One side is rotatably coupled to the first link by a first direction axis of rotation, and the other side includes a joint portion rotatably coupled to the second link by a second direction of rotation axis.
The wearable muscle amplification apparatus according to the present invention has a skeletal structure of the wearer's body because the upper and lower links corresponding to the skeleton are arranged side by side outside the wearer's body and each rotation axis is disposed in parallel with each joint axis of the corresponding wearer. The skeleton can move with sufficient displacement from the outside, increasing flexibility without disturbing the wearer's movement. In addition, since the additional freedom of the predetermined displacement is secured only by the mechanical structure without a separate power source, the operation flexibility is greatly improved, and thus, various operations are possible.

Description

근력증폭장치의 골격구조{Skeletal structure of human power amplification device}Skeletal structure of human power amplification device

본 발명은 사람의 근력을 보조하는 근력증폭장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 간단한 구성으로 사용자가 보다 유연하게 움직일 수 있도록 유연성을 강화한 골격구조에 관한 것이다.The present invention relates to a muscle amplification device for assisting the strength of a person, and more particularly, to a skeleton structure with enhanced flexibility to allow a user to move more flexibly with a simple configuration.

일반적으로 산업현장에서는 사람을 대신하여 무거운 자재를 이송하는 지게차, 크레인 등의 이송장비가 많이 사용되고 있지만, 이들 장비들은 비교적 넓은 이동공간 또는 설치공간이 요구되므로 그 사용범위가 매우 제한적이다.In general, many industrial equipments are used for transporting heavy materials such as forklift trucks and cranes, but these equipments require a relatively large moving space or installation space, and thus their use range is very limited.

따라서 이들 장비들을 사용할 수 없는 작업현장에서는 인력에 의존하여 자재 등을 옮길 수밖에 없는데, 이 경우 사람이 직접 무거운 자재를 옮겨야 하므로 높은 작업강도로 인해 작업능률이 낮음은 물론이고 산업재해의 위험도 매우 높은 문제가 있다.Therefore, in the workplace where these equipments cannot be used, it is inevitable to move materials, etc. depending on the manpower. In this case, since humans have to move heavy materials directly, work efficiency is low and high risk of industrial accidents due to high work intensity. There is.

최근에는 이러한 문제를 개선하기 위하여 작업자의 근력을 보조할 수 있는 근력증폭장치에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있다. 그 일 예로서 최근 주목받고 있는 착용형 근력증폭장치는 사람이 착용할 수 있는 일종의 외골격 로봇으로서, 근경도센서신호, 힘센서신호, 생체신호 등에 기초하여 착용자가 의도하는 움직임 방향을 인식한 후 모터나 유압/공압실린더 등의 동력원을 이용하여 골격에 해당하는 링크를 설정된 각도 및 속도로 회전시킴으로써 착용자의 근력을 보조하는 역할을 한다.Recently, in order to improve such a problem, research and development on the muscle amplification device that can assist the worker's strength is being actively progressed. As an example, a wearable muscle amplification device that is recently attracting attention is a kind of exoskeleton robot that can be worn by a person, and based on a muscle hardness sensor signal, a force sensor signal, and a bio signal, the wearer's intended movement direction is recognized. B. By using a power source such as a hydraulic / pneumatic cylinder, the link corresponding to the skeleton rotates at a set angle and speed to assist the wearer's muscle strength.

그런데 착용형 근력증폭장치는 문자 그대로 사람이 착용하는 장치이므로 장치를 사용하기 위해서는 반드시 사용자의 상지(上肢) 및/또는 하지(下肢)를 근력증폭장치의 골격에 고정시켜야 한다. By the way, the wearable muscle amplification device is literally worn by a person, so in order to use the device must be fixed to the upper and lower limbs and / or lower limbs of the muscle amplification device.

종래에는 금속제 클램프, 벨트 등이 고정수단으로 주로 사용되어 왔는데 이들 고정수단은 사용자의 동작범위를 너무 제한하는 문제가 있다. 또한 종래의 고정수단을 사용하면 하지 착용형인 경우에는 사용자가 손으로 고정시킬 수 있지만 상지 착용형인 경우에는 다른 사람의 도움을 받거나 장치를 동작시켜야만 고정이 가능한 문제가 있었다.Conventionally, metal clamps, belts, and the like have been mainly used as fixing means, but these fixing means have a problem of limiting a user's operating range too much. In addition, in the case of using the conventional fixing means can be fixed by the user in the case of wearing the lower limb, in the case of wearing the upper limb there was a problem that can be fixed only by the help of another person or operating the device.

이러한 문제는 고정수단의 잠금을 해제하는 경우에도 마찬가지로 발생하는데, 특히 착용형 근력증폭장치로부터 신속히 벗어나야 하는 비상상황이 발생하면 이러한 문제점으로 인해 위험이 초래될 수 있어 개선이 필요한 실정이다.This problem occurs in the same way when releasing the locking means. In particular, an emergency situation that requires a quick escape from the wearable muscle strength amplification device may cause a risk due to this problem.

한편 착용형 근력증폭장치는 다수의 링크가 회전할 수 있게 연결된 골결구조를 기본적으로 갖추고 있는데 통상 하나의 관절에 하나의 구동장치를 결합한 형태의 1자유도만이 부여되어 있어서 사람의 실제 동작에 대응하는 유연성을 갖지 못하는 문제가 있다. 이로 인해 사람의 움직임이 장치의 골격에 속박되어 원하는 동작을 구현하기 어려워 동작속도 저하는 물론이고 동작오류가 초래되는 문제가 있다. On the other hand, the wearable muscle amplification device basically has a bone structure that is connected so that a plurality of links can be rotated, and usually only one degree of freedom in which one drive unit is combined with one joint is given to correspond to the actual motion of a person. There is a problem of not having flexibility. As a result, the movement of a person is bound to the skeleton of the device, making it difficult to implement a desired motion, resulting in a problem of lowering the speed of operation as well as an operation error.

이러한 문제를 개선하기 위하여 어깨관절 등에 다수의 관절과 구동수단을 사용하여 3자유도 이상의 유연성을 제공하기도 하지만 이로 인해 장치의 부피, 중량, 제작비용 등이 증가할 수밖에 없으므로 모든 관절부분에 적용하기에는 어려움이 있다. In order to improve this problem, it provides flexibility over 3 degrees of freedom by using a number of joints and driving means in the shoulder joint, but this is difficult to apply to all joints because the volume, weight, manufacturing cost of the device must increase. There is this.

또한 종래의 착용형 근력증폭장치는 어깨 관절에 대응하는 골격에 3자유도를 부여하기 위하여 3개 회전축을 착용자의 어깨 관절의 중심에서 서로 직교하도록 배치하고 있다. 그러나 착용자마다 체격조건이 다르기 때문에 설계된 체격과 다른 착용자가 사용하면 장치의 회전축과 실제 인체의 관절축이 일치하지 않아 오히려 착용자의 동작을 방해하여 사용이 불편하므로 범용성의 한계를 드러내고 있는 실정이다.In addition, the conventional wearable muscle amplification device is arranged to orthogonal to each other at the center of the shoulder joint of the wearer in order to give three degrees of freedom to the skeleton corresponding to the shoulder joint. However, because the physique conditions are different for each wearer, when the designed physique and the other wearer are used, the rotation axis of the device and the joint axis of the actual human body do not coincide with each other.

또한 종래에는 상완의 회전이나 팔꿈치의 회전운동에 대응하기 위해 원통형의 외골격을 사용하고, 회전축 외부에 원호상의 레일을 설치해야 하는 등의 이유로 장치가 무겁고 거대해지는 문제가 있었다.In addition, in the related art, a cylindrical exoskeleton is used to cope with the rotation of the upper arm or the rotation of the elbow, and the device becomes heavy and large due to the need for installing an arc of a circular arc outside the rotation shaft.

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 간단한 구성으로 사용자가 보다 유연하게 움직일 수 있는 착용형 근력증폭장치의 골격구조를 제공하는데 그 목적이 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and an object thereof is to provide a skeletal structure of a wearable muscle strength amplification apparatus that a user can move more flexibly with a simple configuration.

본 발명은 전술한 목적을 달성하기 위하여, 서로 회전가능하게 연결된 다수의 링크를 구비하는 근력증폭장치의 골격구조에 있어서, 제1 링크와 제2 링크; 일측이 제1 방향 회전축에 의해 상기 제1 링크에 회전가능하게 결합되고, 타측이 제2 방향 회전축에 의해 상기 제2 링크에 회전가능하게 결합된 관절부를 포함하는 근력증폭장치의 골격구조를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a skeleton structure of a muscle amplification apparatus having a plurality of links rotatably connected to each other, the first link and the second link; One side is rotatably coupled to the first link by a first direction axis of rotation, and the other side provides a skeletal structure of the muscle amplification apparatus including a joint portion rotatably coupled to the second link by a second direction of rotation. .

또한 본 발명은, 착용자의 상완(上脘)이 벌어지는 관절축에 대응하는 제1 회전축을 통해 배면프레임에 회전 가능하게 연결된 제1 상지링크; 상기 상완을 올리거나 내리는 관절축에 대응하는 제2 회전축을 통해 상기 제1 상지링크에 회전 가능하게 연결된 제2 상지링크; 상기 상완을 내전 또는 외전시키는 관절축에 대응하는 제3 회전축을 통해 상기 제2 상지링크에 회전 가능하게 연결된 제3 상지링크; 전완(前脘)을 올리거나 내리는 관절축에 대응하는 제4 회전축을 통해 상기 제3 상지링크에 회전 가능하게 연결된 제4 상지링크; 전완을 내전 또는 외전시키는 관절축에 대응하는 제5 회전축을 통해 상기 제4 상지링크에 회전 가능하게 연결된 제5 상지링크를 포함하고, 상기 제1 회전축 내지 상기 제 5 회전축은 각각 대응하는 착용자의 상기 관절축과 평행하게 배치된 근력증폭장치의 골격구조를 제공한다.In another aspect, the present invention, the upper limb linkage rotatably connected to the rear frame through a first rotation axis corresponding to the joint axis of the wearer's upper arm; A second upper limb rotatably connected to the first upper limb link through a second rotation axis corresponding to the joint axis of raising or lowering the upper arm; A third upper limb rotatably connected to the second upper limb link through a third rotation axis corresponding to a joint axis for advancing or abduction of the upper arm; A fourth upper limb rotatably connected to the third upper limb link through a fourth rotation axis corresponding to a joint axis that raises or lowers the forearm; And a fifth upper limb rotatably connected to the fourth upper limb link through a fifth rotation axis corresponding to an articulation axis for advancing or abduction of the forearm, wherein the first to fifth rotation shafts each correspond to the corresponding wearer's head. A skeletal structure of a muscle amplification device disposed parallel to the joint axis is provided.

본 발명에 따른 골격구조에서, 상기 제1 회전축 내지 제 5 회전축 중에서 적어도 하나의 회전축에는 구동장치를 연결하고, 상기 구동장치가 연결되지 않은 회전축에 대해서는 동작범위와 힘을 제한하기 위한 회전범위 제한수단을 설치한 것을 특징으로 할 수 있다.In the skeletal structure according to the present invention, a rotation range limiting means for connecting a driving device to at least one of the first to fifth rotating shafts, and for limiting the operating range and the force for the rotating shaft to which the driving device is not connected. It can be characterized in that the installation.

또한 본 발명은, 허리프레임에 상하로 회전가능하게 결합된 제1 하지링크; 착용자의 대퇴부를 올리거나 내리는 관절축에 대응하는 제1 회전축을 통해 상기 제1 하지링크에 연결된 제2 하지링크; 착용자의 무릎을 접거나 펴는 관절축에 대응하는 제2 회전축을 통해 상기 제2 하지링크에 연결된 제3 하지링크를 포함하는 근력증폭장치의 골격구조를 제공한다.In another aspect, the present invention, the first lower link rotatably coupled to the waist frame; A second lower limb connected to the first lower limb through a first rotational axis corresponding to a joint axis raising or lowering the thigh of the wearer; Provided is a skeletal structure of a muscle amplification apparatus comprising a third lower limb link connected to the second lower limb link through a second axis of rotation corresponding to a joint axis that folds or stretches the wearer's knee.

또한 본 발명은, 허리프레임에 상하로 회전가능하게 결합된 제1 하지링크; 착용자의 대퇴부에 대응하는 제2 하지링크; 제1 회전축을 통해 상기 제1 하지링크에 연결되고, 상기 제1 회전축과 직교하는 방향으로 배치된 제2 회전축을 통해 상기 제2 하지링크에 연결되는 관절부; 착용자의 무릎을 접거나 펴는 관절축에 대응하는 제3 회전축을 통해 상기 제2 하지링크에 연결된 제3 하지링크를 포함하는 근력증폭장치의 골격구조를 제공한다.In another aspect, the present invention, the first lower link rotatably coupled to the waist frame; A second lower limb corresponding to the thigh of the wearer; A joint part connected to the first lower link through a first rotation axis and connected to the second lower link through a second rotation axis disposed in a direction orthogonal to the first rotation axis; Provided is a skeletal structure of the muscle amplification apparatus including a third lower limb link connected to the second lower limb link through a third rotational axis corresponding to a joint axis of folding or stretching the wearer's knee.

또한 본 발명은, 허리프레임; 회전축에 의해 상기 허리프레임에 회전가능하게 결합된 링크; 일단은 상기 허리프레임에 연결되고, 타단은 상기 링크에 연결된 탄성수단를 포함하는 근력증폭장치의 골격구조를 제공한다.In addition, the present invention, the waist frame; A link rotatably coupled to the waist frame by a rotation axis; One end is connected to the waist frame and the other end provides a skeletal structure of the muscle amplification apparatus including elastic means connected to the link.

본 발명에 따른 착용형 근력증폭장치의 골격구조는 골격에 해당하는 상지링크와 하지링크가 착용자의 신체의 외부에 나란히 배치되고 각 회전축이 대응하는 착용자의 각 관절축과 평행하게 배치되므로 착용자의 신체 외부에서 골격이 충분한 변위를 가지고 움직일 수 있어 착용자의 동작을 방해하지 않고 유연성을 높일 수 있다. The wearable muscle amplification apparatus according to the present invention has a skeletal structure of the wearer's body because the upper and lower links corresponding to the skeleton are arranged side by side outside the wearer's body and each rotation axis is disposed in parallel with each joint axis of the corresponding wearer. The skeleton can move with sufficient displacement from the outside, increasing flexibility without disturbing the wearer's movement.

또한 별도의 동력원 없이 기구적인 구조만으로 소정 변위의 추가 자유도가 확보되므로 동작 유연성이 크게 개선되고 이로 인해 보다 다양한 동작이 가능해지는 이점이 있다.In addition, since the additional freedom of the predetermined displacement is secured only by the mechanical structure without a separate power source, the operation flexibility is greatly improved, and thus, various operations are possible.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 착용기구가 설치된 착용형 근력증폭장치의 일부분을 예시한 도면
도 2 및 도 3은 각각 본 발명의 실시예에 따른 착용기구의 사시도 및 측면도
도 4 및 도 5는 각각 본 발명의 실시예에 따른 착용기구의 동작을 순서대로 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 착용기구에서 탄성수단의 연결방법을 개략적으로 나타낸 개념도
도 7 및 도 8은 각각 탄성수단의 다른 연결방법을 나타낸 개념도
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 착용기구의 변형예를 나타낸 도면
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 착용기구의 다른 변형예를 나타낸 도면
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 착용형 근력증폭장치의 하지골격을 나타낸 도면
도 12는 허리프레임과 링크의 연결구조를 나타낸 도면
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 관절구조의 일 예를 나타낸 도면
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 관절구조를 다른 예를 나타낸 도면
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 하지골격의 움직임을 나타낸 도면
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 착용형 근력증폭장치의 상지골격을 나타낸 도면
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 착용형 근력증폭장치의 전신골격을 나타낸 도면1 is a view illustrating a part of a wearable muscle strength amplification device is installed in accordance with an embodiment of the present invention
2 and 3 are respectively a perspective view and a side view of the wear mechanism according to the embodiment of the present invention;
4 and 5 are each a view showing the operation of the wear mechanism according to the embodiment of the present invention in order
6 is a conceptual view schematically showing a method of connecting the elastic means in the wear mechanism according to the embodiment of the present invention.
7 and 8 are conceptual views showing another connection method of the elastic means, respectively
9 is a view showing a modification of the wearing mechanism according to an embodiment of the present invention
10 is a view showing another modification of the wearing mechanism according to the embodiment of the present invention
11 is a view showing the lower skeleton of the wearable muscle amplification device according to an embodiment of the present invention
12 is a view showing the connection structure of the waist frame and the link
13 is a view showing an example of a joint structure according to an embodiment of the present invention
14 is a view showing another example of the joint structure according to an embodiment of the present invention;
15 is a view showing the movement of the lower limb skeleton according to an embodiment of the present invention
16 is a view showing the upper limb skeleton of the wearable muscle amplification device according to an embodiment of the present invention
17 is a view showing the whole body skeleton of the wearable muscle amplification device according to an embodiment of the present invention

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described a preferred embodiment of the present invention.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 착용기구(100)가 장착된 착용형 근력증폭장치를 예시한 것이다. 착용형 근력증폭장치는 회전가능하게 연결된 다수의 링크(10)와 링크(10)를 회전시키는 구동수단(20)을 포함하며, 착용기구(100)는 다수의 링크(10) 중에서 적어도 하나의 링크에 장착된다.Figure 1 illustrates a wearable muscle strength amplification device is equipped with a wearing mechanism 100 according to an embodiment of the present invention. The wearable muscle amplification device includes a plurality of links 10 rotatably connected and a driving means 20 for rotating the links 10, wherein the wear mechanism 100 includes at least one link among the plurality of links 10. Is mounted on.

본 발명에 따른 착용기구(100)는 도 2의 사시도 및 도 3의 측면도에 나타낸 바와 같이, 고정프레임(130), 제1 회전축(161)을 이용하여 고정프레임(130)에 회전가능하게 결합되고 외측부(112)가 고정프레임(130)의 외측으로 돌출된 제1 회전커버(110), 제2 회전축(162)을 이용하여 고정프레임(130)에 회전가능하게 결합되고 외측부(122)가 고정프레임(130)의 외측으로 돌출된 제2 회전커버(120), 제1 회전커버(110)의 내측부(111)와 고정프레임(130)의 사이에 설치된 제1 탄성수단(140), 제2 회전커버(120)의 내측부(121)와 고정프레임(130)의 사이에 설치된 제2 탄성수단(150)을 포함한다.Wearing apparatus 100 according to the present invention is rotatably coupled to the fixed frame 130 using the fixed frame 130, the first rotation shaft 161, as shown in the perspective view of FIG. The outer side 112 is rotatably coupled to the fixed frame 130 using the first rotating cover 110 and the second rotating shaft 162 protruding out of the fixed frame 130, and the outer side 122 is fixed frame. The second rotating cover 120 protruding to the outside of the 130, the first elastic means 140, the second rotating cover installed between the inner portion 111 of the first rotating cover 110 and the fixed frame 130 It includes a second elastic means 150 installed between the inner portion 121 of the 120 and the fixed frame 130.

본 명세서에서 제1 회전커버(110)의 외측부(112)와 제2회전커버(120)의 외측부(122)는 각각 제1 및 제2 회전축(161, 162)을 중심으로 고정프레임(130)의 측방(도 2에서 우측방향)으로 돌출되는 부분을 의미하며, 내측부(111,121)는 각각 제1 및 제2 회전축(161, 162)을 중심으로 외측부(112, 122)의 반대쪽에 위치하는 부분을 의미한다.In the present specification, the outer part 112 of the first rotating cover 110 and the outer part 122 of the second rotating cover 120 are formed around the first and second rotating shafts 161 and 162, respectively. It means a portion protruding in the side (right direction in Figure 2), the inner portion (111, 121) means a portion located on the opposite side of the outer portion (112, 122) around the first and second rotation axis (161, 162), respectively. do.

제1 회전커버(110)와 제2 회전커버(120)의 외측부(112, 122)가 서로를 향해서 회전하면 사용자의 신체를 둘러싸서 착용상태가 되고, 서로 반대쪽으로 회전하면 간격이 벌어져 사용자가 빠져나올 수 있는 해제상태가 된다.When the outer parts 112 and 122 of the first rotating cover 110 and the second rotating cover 120 rotate toward each other, the user's body surrounds the user's body and becomes worn. It will be released.

제1, 제2 회전커버(110, 120)의 외측부(112,122)의 각 단부에는 착용상태에서 서로 맞물리는 핑거(113,123)가 장착될 수도 있다.Fingers 113 and 123 that engage with each other in a worn state may be mounted at respective ends of the outer portions 112 and 122 of the first and second rotary covers 110 and 120.

고정프레임(130)의 양 측단에는 제1 측면판(131)과 제2 측면판(132)이 결합되며, 고정프레임(130)과 각 측면판(131,132)은 일체로 제작될 수도 있다. The first side plate 131 and the second side plate 132 are coupled to both side ends of the fixed frame 130, and the fixed frame 130 and each side plate 131 and 132 may be integrally manufactured.

제1, 제2 측면판(131,132)의 단부는 고정프레임(130)에 비해 측방으로 약간 돌출되며, 이렇게 돌출된 부분에 제1, 제2 회전축(161,162)의 단부가 결합된다. 각 측면판(131,132)에는 링크(도 1의 10)가 삽입 고정되는 링크삽입홀(102)이 형성되며, 고정프레임(130)의 내부에도 링크(10)가 관통하는 홀이나 기타 고정수단이 구비될 수 있다. 고정프레임(130)을 링크(10)에 고정하는 방식에는 특별한 제한이 없으므로 다양한 방법으로 고정하면 된다.Ends of the first and second side plates 131 and 132 slightly protrude laterally than the fixing frame 130, and end portions of the first and second rotation shafts 161 and 162 are coupled to the protruding portions. Each side plate (131, 132) is formed with a link insertion hole 102 is inserted into the link (10 in Figure 1), the fixing frame 130 is provided with a hole or other fixing means through which the link 10 passes. Can be. Since there is no particular limitation on the fixing method of the fixing frame 130 to the link 10, the fixing frame 130 may be fixed in various ways.

제1, 제2 측면판(131,132)에는 제1, 제2 회전커버(110,120)의 회전범위를 제한하는 수단이 설치될 수 있다. 제1 측면판(131)을 예를 들어 살펴보면, 도 2에 나타낸 바와 같이 제1 회전축(161)과 인접한 부분에 제1 가이드홀(171)이 형성되고 제2 회전축(162)과 인접한 부분에 제2 가이드홀(172)이 형성된다. Means for limiting the rotation range of the first and second rotating covers 110 and 120 may be installed on the first and second side plates 131 and 132. Looking at the first side plate 131, for example, as shown in Figure 2, the first guide hole 171 is formed in a portion adjacent to the first rotation shaft 161 and the first side plate 131 is formed in a portion adjacent to the second rotation shaft 162 2 guide hole 172 is formed.

따라서 제1 회전커버(110)에 고정된 제1 스토퍼돌기(181)를 제1 가이드홀(171)에 삽입하면 제1 회전커버(110)의 회전범위를 제한할 수 있고, 제2 회전커버(120)에 고정된 제2 스토퍼돌기(182)를 제2 가이드홀(172)에 삽입하면 제2 회전커버(120)의 회전범위를 제한할 수 있다. 이때 제1, 제2 가이드홀(171, 172)은 각각 제1, 제2 스토퍼돌기(181, 1822)의 회전방향과 같은 방향으로 형성되어야 함은 물론이다. 안정적인 동작을 위해서는 제2 측면판(132)에도 동일한 방식으로 가이드홀을 형성하고 스토퍼돌기를 삽입하는 것이 바람직하지만 필요에 따라서는 제2 측면판(132)에는 가이드홀 등을 생략하는 것도 가능하다.Therefore, when the first stopper protrusion 181 fixed to the first rotating cover 110 is inserted into the first guide hole 171, the rotation range of the first rotating cover 110 may be limited, and the second rotating cover ( When the second stopper protrusion 182 fixed to the 120 is inserted into the second guide hole 172, the rotation range of the second rotation cover 120 may be limited. In this case, the first and second guide holes 171 and 172 should be formed in the same direction as the rotation direction of the first and second stopper protrusions 181 and 1822, respectively. For the stable operation, it is preferable to form the guide hole and insert the stopper protrusion in the same manner in the second side plate 132, but if necessary, the guide hole or the like may be omitted in the second side plate 132.

한편 고정프레임(130) 또는 제1, 제2 측면판(110,120)에 가이드홀을 형성하지 않고, 제1, 제2 회전커버(110,120)의 양 측단부에 돌출부를 형성하고 상기 돌출부에 가이드홀을 형성하고 가이드홀에 삽입되는 스토퍼돌기는 고정프레임(130)이나 제1, 제2 측면판(110,120)에 형성할 수도 있다.Meanwhile, without forming guide holes in the fixing frame 130 or the first and second side plates 110 and 120, protrusions are formed at both side ends of the first and second rotating covers 110 and 120, and guide holes are formed in the protrusions. The stopper protrusion formed and inserted into the guide hole may be formed in the fixed frame 130 or the first and second side plates 110 and 120.

제1 회전축(161)과 제2 회전축(162)은 서로 이격되어 평행하게 설치되는 것이 바람직하지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 회전커버(110)와 제2 회전커버(120)의 형상이나 구조에 따라 평행하지 않게 설치될 수도 있다.The first rotary shaft 161 and the second rotary shaft 162 are preferably spaced apart from each other and installed in parallel, but are not necessarily limited thereto. The shape or structure of the first rotary cover 110 and the second rotary cover 120 are not limited thereto. Depending on the installation may not be parallel.

제1 탄성수단(140)은 고정프레임(130)에 회전가능하게 결합된 제1 연결부(141), 제1 회전커버(110)에 회전가능하게 결합된 제2 연결부(142), 제1 연결부(141)와 제2 연결부(142)의 사이에 설치된 스프링(143)을 포함한다. 제1, 제2 연결부(141,142)를 일단이 개구된 실린더 형상으로 제작하여 그 내부에 스프링(143)을 설치할 수도 있다. 제2 탄성수단(150)은 고정프레임(130)에 회전가능하게 결합된 제3 연결부(151), 제2 회전커버(110)에 회전가능하게 결합된 제4 연결부(152), 제3 연결부(151)와 제4 연결부(152)의 사이에 설치된 스프링(153)을 포함한다.The first elastic means 140 is a first connecting portion 141 rotatably coupled to the fixed frame 130, a second connecting portion 142 rotatably coupled to the first rotating cover 110, the first connecting portion ( It includes a spring 143 provided between the 141 and the second connecting portion 142. The first and second connection parts 141 and 142 may be manufactured in a cylindrical shape with one end opened, and a spring 143 may be installed therein. The second elastic means 150 is a third connecting portion 151 rotatably coupled to the fixing frame 130, a fourth connecting portion 152 rotatably coupled to the second rotating cover 110, the third connecting portion ( The spring 153 is provided between the 151 and the fourth connecting portion 152.

도 2는 제1, 제2 탄성수단(140,150)이 각각 제1, 제2 회전커버(110, 120)의 내측부(111,121)를 고정프레임(130)의 바깥쪽으로 밀고 있는 상태를 나타내고 있다. 2 illustrates a state in which the first and second elastic means 140 and 150 push the inner portions 111 and 121 of the first and second rotation covers 110 and 120 to the outside of the fixed frame 130, respectively.

그런데 제1 탄성수단(140)의 제2 연결부(142)와 제2 탄성수단(150)의 제4 연결부(152)는 각각 제1, 제2 회전커버(110, 120)의 내측부(111, 121)와 함께 회전하므로 제1, 제2 탄성수단(140,150)의 각 스프링(143,153)은 제1, 제2 회전커버(110, 120)가 회전하는 과정에서 압축과 신장을 거치게 된다. 예를 들어 초기 상태에서 제1, 제2 회전커버(110, 120)가 고정프레임(130)쪽으로 회전하면 각 스프링(143,153)은 압축되기 시작하고, 소정 각도를 회전하여 스프링(143,153)이 최대로 압축된 이후에는 복원력에 의해 스프링이 복원된다.However, the second connecting portion 142 of the first elastic means 140 and the fourth connecting portion 152 of the second elastic means 150 are inner portions 111 and 121 of the first and second rotating covers 110 and 120, respectively. Rotation together with) causes the springs 143 and 153 of the first and second elastic means 140 and 150 to undergo compression and extension during the rotation of the first and second rotation covers 110 and 120. For example, when the first and second rotary covers 110 and 120 rotate toward the fixed frame 130 in the initial state, the springs 143 and 153 begin to be compressed, and the springs 143 and 153 are maximized by rotating a predetermined angle. After compression, the spring is restored by the restoring force.

따라서 사용자가 고정프레임(130)과 제1, 제2 회전커버(110,120)의 사이에 팔 또는 다리를 삽입한 상태에서 제1, 제2 회전커버(110,120)의 내측부(111,121)를 제1 및 제2 탄성수단(140,150)의 복원력보다 큰 힘으로 고정프레임(130)쪽으로 밀면 제1, 제2 회전커버(110,120)의 외측부(112,122)가 서로를 향해 회전하여 사용자의 팔이나 다리를 감싸면서 착용상태가 된다. 이러한 착용상태에서 제1 및 제2 탄성수단(140,150)의 복원력보다 큰 힘으로 제1 회전커버(110)와 제2 회전커버(120)의 외측부(112,122)를 바깥쪽으로 밀면 외측부(112,122)가 벌어지면서 착용상태에서 벗어날 수 있다.Accordingly, the first and second inner parts 111 and 121 of the first and second rotating covers 110 and 120 are inserted in a state where the user inserts an arm or a leg between the fixed frame 130 and the first and second rotating covers 110 and 120. 2 When pushed toward the fixed frame 130 with a force greater than the restoring force of the elastic means (140,150), the outer side (112,122) of the first and second rotating cover (110,120) rotates toward each other while wrapping the user's arm or leg wearing state Becomes In such a wearing state, when the outer parts 112 and 122 of the first rotating cover 110 and the second rotating cover 120 are pushed outward with a force greater than the restoring force of the first and second elastic means 140 and 150, the outer parts 112 and 122 are opened. Can be worn out.

이하에서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 착용기구(100)의 동작을 설명한다.Hereinafter, the operation of the wearing mechanism 100 according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 5.

먼저 도 3은 해제상태에 있는 착용기구(100)를 나타낸 것인데, 이러한 해제상태에서도 제1, 제2 탄성수단(140,150)의 스프링(143,153)은 약간 압축된 상태에 있다. 따라서 각 스프링(143,153)이 제1, 제2 회전커버(110,120)의 내측부(111,121)를 바깥쪽으로 밀고 있으며, 이로 인해 제1, 제2 회전커버(110, 120)의 외측부(112, 122)는 서로 벌어진 상태를 유지하게 된다.First, FIG. 3 shows the wearing mechanism 100 in a released state. Even in this released state, the springs 143 and 153 of the first and second elastic means 140 and 150 are slightly compressed. Therefore, each spring 143, 153 is pushing the inner portion (111, 121) of the first and second rotating cover (110, 120) outward, and thus the outer portion (112, 122) of the first, second rotating cover (110, 120) It is kept apart from each other.

근력증폭장치를 사용하기 위해서는 이 상태에서 사용자가 팔이나 다리를 제1 및 제2 회전커버(110,120)의 사이에 넣고, 제1, 제2 회전커버(110,120)의 내측부(111,121)를 고정프레임(130) 쪽으로 밀어야 한다. 이때 스프링(143,153)의 복원력보다 큰 힘으로 제1,제2 회전커버(110,120)의 내측부(111,121)에 힘을 가해야 함은 물론이다.In order to use the muscle amplification device, in this state, the user inserts an arm or a leg between the first and second rotary covers 110 and 120, and fixes the inner parts 111 and 121 of the first and second rotary covers 110 and 120 to a fixed frame ( 130) At this time, it is a matter of course to apply a force to the inner portion (111, 121) of the first, second rotating cover (110, 120) with a force greater than the restoring force of the spring (143, 153).

충분한 힘으로 밀면 제1, 제2 회전커버(110,120)의 내측부(111,121)가 각각 제1, 제2 회전축(161,162)을 중심으로 회전하면서 각 스프링(143,153)을 압축시킨다. 제1, 제2 회전커버(110, 120)의 내측부(111,121)가 소정 각도만큼 회전하면 도 4에 나타낸 바와 같이 각 스프링(143,153)이 최대로 압축된 상태가 된다.When pushed with sufficient force, the inner parts 111 and 121 of the first and second rotary covers 110 and 120 rotate around the first and second rotary shafts 161 and 162, respectively, to compress the respective springs 143 and 153. When the inner parts 111 and 121 of the first and second rotary covers 110 and 120 rotate by a predetermined angle, the springs 143 and 153 are compressed to the maximum as shown in FIG. 4.

이 상태에서는 사용자가 약간만 회전시키면, 더 이상 힘을 가하지 않아도 각 스프링(143,153)의 복원력이 작용하여 제1, 제2 회전커버(110,120)가 더 회전하게 되고, 결국 도 5에 나타낸 바와 같이 각 외측부(112,122)가 사용자의 팔이나 다리를 완전히 감싸면서 잠금상태가 된다.In this state, if the user rotates only a little, the restoring force of the springs 143 and 153 is applied even if the user does not apply any more force so that the first and second rotary covers 110 and 120 are further rotated, and as shown in FIG. (112,122) is completely locked to the user's arms or legs are locked.

사용을 마친 다음에는 각 스프링(143,153)의 복원력보다 큰 힘으로 제1, 제2 회전커버(110, 120)의 각 외측부(112,122)를 바깥쪽으로 밀어서 스프링이 도 4의 상태와 같이 최대로 압축될 때까지 회전시키면 이후 사용자가 더 이상 힘을 가하지 않아도 각 스프링(143,153)의 복원력이 작용하여 제1, 제2 회전커버(110,120)가 도 3과 같은 초기 상태로 복귀하면서 해제상태가 된다.After use, the outer parts 112 and 122 of the first and second rotary covers 110 and 120 are pushed outward with a force greater than the restoring force of the springs 143 and 153 to fully compress the springs as shown in FIG. 4. If the user rotates until then, the restoring force of each spring 143 and 153 is applied even if the user does not apply any more force, and the first and second rotation covers 110 and 120 return to the initial state as shown in FIG.

한편 본 발명의 실시예에서는 제1 및 제2 탄성수단(140,150)를 제1 및 제2 회전커버(110,120)의 내측부(111,121)와 고정프레임(130)의 사이에서 서로 교차되는 방향으로 설치하였다. 이와 같이 제1, 제2 탄성수단(140,150)를 연결하면 제1, 제2 회전커버(110,110)의 회전범위를 최소화할 수 있으므로 착용기구(100)를 보다 소형으로 제작할 수 있는 이점이 있다.Meanwhile, in the embodiment of the present invention, the first and second elastic means 140 and 150 are installed in the direction crossing each other between the inner parts 111 and 121 of the first and second rotating covers 110 and 120 and the fixing frame 130. As such, when the first and second elastic means 140 and 150 are connected, the rotation range of the first and second rotary covers 110 and 110 may be minimized, thereby making it possible to manufacture the wearing mechanism 100 more compactly.

도 6 및 도 7은 제1 탄성수단(140)의 각각 다른 연결 모습을 나타낸 개념도인데, 이 도면에서 알 수 있듯이 제1 회전축(161)과 제1 연결부(141)의 회전중심을 잇는 선과 제1 회전축(161)과 제2 연결부(142)의 회전중심을 잇는 선의 사이각(A)이 스프링(143)이 압축되었다가 복원되는 전환점에 도달하는데 필요한 회전각이다. 따라서 가급적 사이각(A)이 작아지도록 제1 탄성수단(140)을 연결하는 것이 바람직하다. 전환점에 도달하는데 너무 많은 각도를 회전해야 한다면 착용기구(100)가 지나치게 커질 수밖에 없기 때문이다.6 and 7 are conceptual views showing different connection states of the first elastic means 140. As can be seen from this figure, a line connecting the rotation center of the first rotation shaft 161 and the first connection portion 141 and the first connection member 141 are shown. The angle A between the rotation axis 161 and the line connecting the rotation center of the second connection part 142 is a rotation angle required to reach the turning point where the spring 143 is compressed and restored. Therefore, it is preferable to connect the first elastic means 140 so that the angle A is as small as possible. This is because if the wear mechanism 100 has to be rotated too many angles to reach the turning point, the wearing mechanism 100 is too large.

다른 관점에서 보면, 제1 연결부(141)와 제2 연결부(142)의 각 회전중심을 잇는 선과 제1 회전축(161)과 제2 연결부(142)의 회전중심을 잇는 선의 사이각(B)이 클수록 스프링(143)이 전환점에 도달하는데 필요한 회전각이 작아진다. 따라서 사이각(B)은 가급적 90도 보다 큰 것이 바람직하고, 당연히 180도 보다는 작은 것이 바람직하다.In other respects, an angle B between a line connecting each rotation center of the first connection part 141 and the second connection part 142 and a line connecting the rotation center of the first rotation axis 161 and the second connection part 142 is The larger the smaller the rotation angle required for the spring 143 to reach the turning point. Therefore, it is preferable that the angle B is larger than 90 degrees as possible, and of course smaller than 180 degrees.

이러한 이유로 본 발명의 실시예에서는 제1 탄성수단(140)의 제2 연결부(142)를 착용기구(100)의 높이를 기준으로 제1 연결부(141)보다 높은 지점에서 제1 회전커버(110)의 내측부(111)에 연결하였다. 그리고 제1 회전커버(110)와 반대로 배치된 제2 회전커버(120)에 연결되는 제2 탄성수단(150)는 - 제1 탄성수단(140)과는 반대로 - 제3 연결부(151)보다 낮은 지점에서 제4 연결부(152)를 제2 회전커버(120)의 내측부(121)에 연결하였다.For this reason, in the embodiment of the present invention, the first rotation cover 110 at a point higher than the first connection portion 141 based on the height of the wearing mechanism 100 in the second connection portion 142 of the first elastic means 140. It was connected to the inner side 111 of. And the second elastic means 150 is connected to the second rotating cover 120 disposed opposite to the first rotating cover 110-as opposed to the first elastic means 140-lower than the third connecting portion 151 At the point, the fourth connecting portion 152 was connected to the inner portion 121 of the second rotating cover 120.

한편 도 8에 나타낸 바와 같이 전술한 조건을 만족하면서도 제1 회전커버(110)의 외측부(112)에 제1 탄성수단(140)을 연결할 수도 있는데, 이 경우에는 착용자의 팔이나 다리를 삽입하는데 제1 탄성수단(140)이 방해될 수 있다. 따라서 이러한 위험이 없는 한도 내에서만 적용될 수 있을 것이다.Meanwhile, as shown in FIG. 8, the first elastic means 140 may be connected to the outer side 112 of the first rotating cover 110 while satisfying the above-described conditions. 1 elastic means 140 may be disturbed. Therefore, it can be applied only to the extent that there is no such risk.

본 발명에 따른 착용기구(100)는 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다. 예를 들어 도 9에 나타낸 바와 같이 제1 회전커버(110)의 외측부(112)에는 핑거(113)가 설치되고 제2 회전커버(120)에는 핑거가 생략되는 등 제1 회전커버(110)와 제2 회전커버(120)의 형상이 서로 다를 수도 있다. Wearing apparatus 100 according to the present invention is not limited to the above-described embodiments may be modified or modified in various forms. For example, as shown in FIG. 9, a finger 113 is installed at the outer side 112 of the first rotating cover 110 and a finger is omitted at the second rotating cover 120. The shapes of the second rotating cover 120 may be different from each other.

또한 도 10에 나타낸 바와 같이 제1 회전커버(110)만을 고정프레임(130)에 회전 가능하게 결합하고, 제1 회전커버(110)와 마주보는 반대쪽에는 고정프레임(130)에 고정된 고정커버(190)를 설치할 수도 있다. 이러한 고정커버(190)는 고정프레임(130)과 일체로 제작될 수도 있다. 이 경우 제1 회전커버(110)의 내측부(111)에만 탄성수단(140)을 연결하면 된다.In addition, as shown in FIG. 10, only the first rotating cover 110 is rotatably coupled to the fixed frame 130, and the fixed cover fixed to the fixed frame 130 is opposite to the first rotating cover 110. 190 may be installed. The fixing cover 190 may be manufactured integrally with the fixing frame 130. In this case, the elastic means 140 only needs to be connected to the inner side 111 of the first rotating cover 110.

또한 필요하다면 전술한 착용기구(100)에 걸쇠나 솔레노이드 등과 같은 별도의 잠금장치를 추가로 설치할 수도 있다. 또한 앞에서는 본 발명에 따른 착용기구(100)가 근력증폭장치에 사용되는 경우를 설명하였으나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니므로 사람의 신체 일부를 감싸서 고정할 필요가 있는 다른 형태의 장치(예, 놀이기구나 차량의 안전바 등)에도 본 발명의 착용기구가 적용될 수 있을 것이다.In addition, if necessary, a separate locking device such as a clasp or a solenoid may be additionally installed in the aforementioned wear mechanism 100. In addition, the above has been described a case in which the wearing mechanism 100 according to the present invention is used in the muscle amplification apparatus, but the scope of the present invention is not limited thereto. The wear device of the present invention may also be applied to (for example, a play equipment or a safety bar of a vehicle).

또한 도 1은 착용형 근력증폭장치의 상지골격을 나타낸 것이지만, 본 발명에 따른 착용기구(100)는 상지골격에만 적용되는 것은 아니므로 하지골격에도 적용될 수 있고, 링크연결구조를 갖는 다른 형태의 착용형 근력증폭장치에도 적용될 수 있다.In addition, Figure 1 shows the upper extremity of the wearable muscle amplification device, wear mechanism 100 according to the present invention is not applied only to the upper extremity skeletal can also be applied to the lower extremities, the other type of wearing having a link connection structure It can also be applied to type muscle amplification devices.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 착용형 근력증폭장치의 골격구조를 살펴본다. Hereinafter, with reference to the drawings looks at the skeletal structure of the wearable muscle amplification device according to an embodiment of the present invention.

먼저 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 착용형 근력증폭장치의 하지골격을 나타낸 것이다, 도시된 바와 같이 본명에 따른 하지골격은 허리프레임(50)에 연결된 제1 하지링크(11), 제1 하지링크(11)에 회전 가능하게 연결된 제2 하지링크(12), 제2 하지링크(12)에 회전 가능하게 연결된 제3 하지링크(13), 일단은 허리프레임(50)에 연결되고 타단은 제1 하지링크(11)에 연결된 탄성수단(60), 제1 하지링크(11)와 제2 하지링크(12)를 연결하는 제1 관절부(200), 제2 하지링크(12)와 제3 하지링크(13)을 연결하는 제2 관절부(200)를 포함한다.First, Figure 11 shows the lower skeleton of the wearable muscle amplification device according to an embodiment of the present invention, the lower limb skeleton according to the real name as shown is the first lower link (11), first connected to the waist frame 50 The second lower link 12 rotatably connected to the lower link 11, the third lower link 13 rotatably connected to the second lower link 12, one end is connected to the waist frame 50 and the other end is Elastic means 60 connected to the first lower link 11, the first joint portion 200, the second lower link 12 and the third connecting the lower link 11 and the second lower link 12 It includes a second joint portion 200 for connecting the lower link (13).

허리프레임(50)과 제1 하지링크(11)는 사람의 골반에 대응하는 것이고, 제2 하지링크(12)는 대퇴골격에 대응하는 것이고, 제3 하지링크(13)는 하퇴골격에 대응하는 것이다.The waist frame 50 and the first lower limb 11 correspond to the human pelvis, the second lower limb 12 corresponds to the femoral skeletal structure, and the third lower limb link 13 corresponds to the lower limb skeleton. will be.

특히 본 발명의 실시예에 따른 골격구조에서는 제1 하지링크(11)가 허리프레임(50)에 고정되지 않고, 도 12에 나타낸 바와 같이 제1 하지링크(11)가 회전축(52)을 이용하여 허리프레임(50)에 회전 가능하게 연결되고, 제1 하지링크(11)의 회전범위를 제한하기 위하여 허리프레임(50)과 제1 하지링크(11)의 사이에 탄성수단(60)이 설치되는 점에 특징이 있다. In particular, in the skeletal structure according to the embodiment of the present invention, the first lower link 11 is not fixed to the waist frame 50, and as shown in FIG. 12, the first lower link 11 uses the rotation shaft 52. It is rotatably connected to the waist frame 50, the elastic means 60 is provided between the waist frame 50 and the first lower link 11 in order to limit the rotation range of the first lower link (11) There is a characteristic in point.

탄성수단(60)은 제1 하지링크(11)에 회전 가능하게 연결된 제1 연결부(61), 허리프레임(50)에 회전가능하게 연결된 제2 연결부(62), 제1 연결부(61)와 제2 연결부(62)의 사이에 설치되는 스프링(63)을 포함한다. 스프링(63)은 코일스프링, 판스프링 등일 수도 있고, 기타 탄성을 가지는 소재일 수 있다.The elastic means 60 includes a first connecting portion 61 rotatably connected to the first lower link 11, a second connecting portion 62 rotatably connected to the waist frame 50, and a first connecting portion 61 and a first connecting portion 61. It includes a spring (63) installed between the two connecting portion (62). The spring 63 may be a coil spring, a leaf spring, or the like, or another material having elasticity.

따라서 스프링(63)의 압축력보다 작은 힘이 가해지면 탄성수단(60)은 제1 하지링크(11)의 움직임을 구속하는 강체로서의 역할을 수행하고, 더 큰 힘이 가해지면 이를 흡수하여 분산시킴으로써 기구의 유연성과 안정성을 높이는 역할을 한다. 또한 제1 하지링크(11)가 작은 범위내에서 움직일 수 있게 되므로 별도 동력없이 고관절부분에 추가 자유도가 부여되는 효과를 얻을 수 있다.Therefore, when a force less than the compressive force of the spring 63 is applied, the elastic means 60 serves as a rigid body to restrain the movement of the first lower limb 11, and when a larger force is applied, it absorbs and disperses the mechanism. Increases flexibility and stability. In addition, since the first lower limb 11 can move within a small range, an additional degree of freedom can be obtained to the hip joint without additional power.

본 발명의 실시예에서는 제1 하지링크(11)와 제2 하지링크(12)를 연결하는 제1 관절부(200)에도 추가 자유도를 부여함으로써 하지골격의 유연성을 강화하였다.In the embodiment of the present invention, the flexibility of the lower extremity skeletal structure is enhanced by providing additional degrees of freedom to the first joint part 200 connecting the first lower link 11 and the second lower link 12.

즉, 도 13에 예시한 바와 같이, 제1 관절부(200)는 몸체(202), 몸체(202)의 일측에 형성된 제1 삽입홈(210), 몸체(202)의 타측에 형성된 제2 삽입홈(220)을 포함한다. 따라서 제1 회전축(212)을 이용하여 제1 삽입홈(210)에 삽입된 제1 하지링크(11)를 몸체(202)에 회전가능하게 결합하고, 제2 회전축(222)을 이용하여 제2 삽입홈(220)에 삽입된 제2 하지링크(12)를 몸체(202)에 회전가능하게 결합할 수 있다.That is, as illustrated in FIG. 13, the first joint part 200 includes a body 202, a first insertion groove 210 formed on one side of the body 202, and a second insertion groove formed on the other side of the body 202. 220. Accordingly, the first lower link 11 inserted into the first insertion groove 210 is rotatably coupled to the body 202 using the first rotation shaft 212, and the second rotation shaft 222 is used to connect the second lower link 11. The second lower link 12 inserted into the insertion groove 220 may be rotatably coupled to the body 202.

도 13에서는 제1, 제2 삽입홈(210, 220)이 몸체(202)의 일측과 타측에 각각 수평방향 및 수직방향으로 형성되고, 제1, 제2 회전축(212, 222)은 각각 수직방향 및 수평방향으로 체결되어 있다. 그러나 체결방법이 이에 한정되는 것은 아니며, 도 14에 나타낸 바와 같이 수평방향의 제1 삽입홈(210)과 제2 삽입홈(220)을 각각 몸체(202)의 상단과 하단에 서로 직교하는 방향으로 형성한 후 각각 제1, 제2 회전축(212, 222)을 이용하여 제1, 제2 하지링크(11, 12)에 연결할 수도 있다. 이와 다른 방식으로 연결하는 것도 가능하다.In FIG. 13, first and second insertion grooves 210 and 220 are formed at one side and the other side of the body 202 in a horizontal direction and a vertical direction, respectively, and the first and second rotation shafts 212 and 222 are respectively in a vertical direction. And in the horizontal direction. However, the fastening method is not limited thereto, and as shown in FIG. 14, the first insertion groove 210 and the second insertion groove 220 in the horizontal direction are perpendicular to each other at the top and bottom of the body 202, respectively. After the formation, it may be connected to the first and second lower links 11 and 12 using the first and second rotation shafts 212 and 222, respectively. It is also possible to connect in other ways.

위 두 가지 실시예에서, 제2 회전축(222)은 제2 하지링크(12)가 제1 하지링크(11)에 대하여 수직방향으로 회전하는 동작(예, 고관절을 펴거나 접는 동작)에 대응하는 기본적인 자유도를 제공하며, 제1 회전축(212)은 제2 하지링크(12)가 제1 하지링크(11)에 대하여 수평방향으로 회전하는 동작(예, 사람이 다리를 벌리는 동작)에 대응하는 추가 자유도를 제공한다. In the above two embodiments, the second axis of rotation 222 corresponds to an operation (eg, straightening or folding the hip joint) in which the second lower link 12 rotates in a vertical direction with respect to the first lower link 11. Provides a basic degree of freedom, wherein the first axis of rotation 212 is additionally corresponding to the action of the second lower link 12 rotating in the horizontal direction with respect to the first lower link 11 (eg, the spreading of a human leg). Provides degrees of freedom

제2 하지링크(12)가 제1 하지링크(11)에 대하여 수평방향으로 회전하는 범위는 적당한 범위로 제한하는 것이 바람직하다. 이를 위해서는 도면에 나타내지는 않았지만, 제2 하지링크(12)의 회전범위를 제한하는 스토퍼 등을 몸체(202) 또는 제1 하지링크(11)에 설치할 수 있다. The range in which the second lower link 12 rotates in the horizontal direction with respect to the first lower link 11 is preferably limited to an appropriate range. For this purpose, although not shown in the drawings, a stopper or the like for limiting the rotation range of the second lower link 12 may be installed in the body 202 or the first lower link 11.

예를 들어 착용기구(100)의 스토퍼돌기(181)와 유사한 방식으로 제1 하지링크(11)에 스토퍼돌기를 형성하고 몸체(202)에 스토퍼돌기가 삽입되는 가이드홀을 형성함으로써 회전범위를 제한할 수 있다. 이와 달리 몸체(202)나 제1 하지링크(11)의 소정 위치에 걸림턱을 형성하여 제2 하지링크(12)의 회전범위를 제한할 수도 있을 것이다. 또한 다른 방법으로서 몸체(202)와 제1 하지링크(11)의 사이에 또는 제1 하지링크(11)와 제2 하지링크(12)의 사이에 스프링 등의 복원수단을 설치하여 복원수단의 복원력에 의해 회전범위가 제한되도록 구현할 수도 있을 것이다.For example, the rotation range is limited by forming a stopper protrusion in the first lower link 11 and a guide hole into which the stopper protrusion is inserted into the body 202 in a manner similar to that of the stopper protrusion 181 of the wear mechanism 100. can do. Unlike this, by forming a locking jaw at a predetermined position of the body 202 or the first lower link 11, the rotation range of the second lower link 12 may be limited. As another method, a restoring force of the restoring means is provided by restoring means such as a spring between the body 202 and the first leg link 11 or between the first leg link 11 and the second leg link 12. It may be implemented to limit the rotation range by.

이와 같이 본 발명에 따르면 허리프레임과 제1 하지링크의 연결부분, 제1 하지링크와 제2 하지링크가 연결되는 제1 관절부(200)에 제한된 범위의 추가 자유도가 부여되므로 도 15에 나타낸 바와 같이 착용형 근력증폭장치의 하지골격이 사람의 실제 동작에 대응하는 유연성을 발휘할 수 있게 된다. 이상에서는 하지골격에 추가 자유도가 부여된 경우를 설명하였으나, 전술한 구조는 상지골격의 관절부에도 적용될 수 있음은 물론이다. As described above, according to the present invention, since the connection part of the waist frame and the first lower link and the first joint part 200 to which the first lower link and the second lower link are connected are provided with a limited range of additional degrees of freedom, as shown in FIG. 15. The lower extremity skeleton of the wearable muscle amplification device can exhibit flexibility corresponding to the actual motion of a person. In the above described the case where additional degrees of freedom are given to the lower extremities, the above structure can be applied to the joints of the upper extremities, of course.

다음으로 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 착용형 근력증폭장치의 상지골격을 나타낸 것이다.Next, Figure 16 shows the upper limb skeleton of the wearable muscle amplification device according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 상지골격은, 착용자의 등에 밀착 또는 근접하여 하중을 지지하는 배면프레임(70), 제1 회전축(310)에 의해 배면프레임(70)에 회전가능하게 결합된 제1 상지링크(301), 제2 회전축(320)에 의해 제1 상지링크(301)에 회전가능하게 결합된 제2 상지링크(302), 제3 회전축(330)에 의해 제2 상지링크(302)에 회전가능하게 결합된 제3 상지링크(303), 제4 회전축(340)에 의해 제3 상지링크(303)에 회전가능하게 결합된 제4 상지링크(304), 제5 회전축(350)에 의해 제4 상지링크(304)에 회전가능하게 결합된 제5 상지링크(305)를 포함한다. 여기서 제1 내지 제5 상지링크는 착용자의 한쪽 팔에 대응하는 것이므로 도면에 나타낸 바와 같이 배면프레임(70)을 기준으로 하는 반대쪽도 동일한 링크 연결구조이어야 한다. 다만 재활치료 등과 같은 특수목적용 장치인 경우에는 한쪽 팔에 대응하는 구조만 가져도 될 것이다.Upper limb skeleton according to the present invention, the first upper limb link 301 is rotatably coupled to the back frame 70 by the back frame 70, the first rotation shaft 310 to support the load in close or close to the wearer's back ), A second upper limb link 302 rotatably coupled to the first upper limb link 301 by a second rotary shaft 320, and rotatably coupled to the second upper limb link 302 by a third rotary shaft 330. The fourth upper limb 303 rotatably coupled to the third upper limb 303 by the fourth upper limb link 303, the fourth upper limb 340, and the fourth upper limb by the fifth rotating shaft 350. And a fifth upper limb 305 rotatably coupled to the link 304. Here, since the first to fifth upper limbs correspond to one arm of the wearer, as shown in the drawing, the opposite side of the rear frame 70 should be the same link connection structure. However, in the case of special purpose devices such as rehabilitation therapy, it may have only a structure corresponding to one arm.

배면프레임(70)은 상단에 수평방향으로 결합되어 측방으로 약간 돌출된 어깨프레임(72)을 포함할 수 있으며, 이 경우 제1 상지링크(301)는 어깨프레임(72)에 연결될 수 있다. 이때 착용자의 체격에 맞게 골격을 조절하기 위하여 제1 회전축(310)의 위치를 어깨프레임(72)을 따라 이동할 수 있도록 연결할 수도 있다.The rear frame 70 may include a shoulder frame 72 coupled to the top in a horizontal direction and slightly protruded laterally, in which case the first upper limb link 301 may be connected to the shoulder frame 72. At this time, in order to adjust the skeleton according to the wearer's physique, the position of the first rotational shaft 310 may be connected to move along the shoulder frame 72.

제1, 제2, 제3 회전축(310)은 3 자유도를 갖는 착용자의 어깨 관절에 대응하는 것으로서, 제1 회전축(310)은 상완(上脘)을 옆으로 벌리는 관절축에 대응하고, 제2 회전축(320)은 상완을 전방으로 올리거나 내리는 관절축에 대응하고, 제3 회전축(330)은 상완을 내전 또는 외전시키는 관절축에 대응한다. 내/외전 동작을 하는 제3 회전축(330)은 제3 상지링크(303)와 평행하게 배치된다.The first, second, and third rotation shafts 310 correspond to the shoulder joints of the wearer having three degrees of freedom, and the first rotation shaft 310 corresponds to the joint shafts that open the upper arm laterally, and the second The rotating shaft 320 corresponds to a joint axis for raising or lowering the upper arm forward, and the third rotating shaft 330 corresponds to a joint axis for advancing or abduction of the upper arm. The third rotation shaft 330 which performs the internal / abduction movement is disposed in parallel with the third upper limb link 303.

제4, 제5 회전축(340,350)은 2 자유도를 갖는 착용자의 팔꿈치 관절에 대응하는 것으로서, 제4 회전축(340)은 전완(前脘)을 올리거나 내리는 관절축에 대응하고, 제5 회전축(350)은 전완을 내전 또는 외전시키는 관절축에 대응한다. 내/외전 동작을 하는 제5 회전축(350)은 제5 상지링크(305)와 평행하게 배치된다.The fourth and fifth rotation shafts 340 and 350 correspond to the elbow joint of the wearer having two degrees of freedom, and the fourth rotation shaft 340 corresponds to the joint axis of raising or lowering the forearm and the fifth rotation shaft 350. ) Corresponds to the joint axis for adduction or abduction of the forearm. The fifth rotation shaft 350 that performs the internal / abduction movement is disposed in parallel with the fifth upper limb link 305.

특히 본 발명의 실시예에서는 각 하지링크(11,12,13)와 각 상지링크(301,302,303,304,305)를 착용자의 신체로부터 일정 거리 떨어진 곳에 배치하고, 착용자의 관절축에 대응하는 각 회전축을 실제 착용자의 관절축과 평행하도록 배치한 점에 특징이 있다. 이렇게 하면 착용자의 신체 외부에서 골격이 충분한 변위를 가지고 움직일 수 있게 되어, 착용자의 동작이 방해되는 현상이 최소화되고 유연성을 높일 수 있는 이점이 있다.In particular, in the embodiment of the present invention, each of the lower links 11, 12, 13 and the upper limb links 301, 302, 303, 304, 305 are disposed at a distance from the wearer's body, and each rotation axis corresponding to the joint axis of the wearer is the joint of the actual wearer. The feature is that the point is arranged parallel to the axis. This allows the skeleton to move with sufficient displacement outside the wearer's body, thereby minimizing the disturbance of the wearer's motion and increasing flexibility.

또한 어깨 관절에 해당하는 제1 내지 제3 회전축(310,320,330)을 한 점에서 직교하도록 배치하지 않고, 서로 이격된 위치에서 대응하는 관절축과 평행하도록 배치함으로써 기구적 구성을 보다 단순화시킬 수 있고 착용자의 체격에 상관없이 유연한 동작을 구현할 수 있게 된다.In addition, by arranging the first to third rotation axes 310, 320, 330 corresponding to the shoulder joints at one point orthogonal to each other, and arranging them parallel to the corresponding joint axes at positions spaced apart from each other, the mechanical configuration can be further simplified, and Flexible movements can be implemented regardless of build.

그리고 종래에는 모든 회전축에 전동식, 공압식 또는 유압식의 구동장치를 사용하였으나, 본 발명의 실시예에 따른 골격구조에서는 필요한 회전축만 구동장치를 연결하여 구동시키고, 구동장치가 연결되지 않은 회전축에는 목적에 따라 회전범위를 조절하는 수단을 설치할 수 있다. In the related art, an electric, pneumatic or hydraulic driving device is used for all the rotating shafts, but in the skeletal structure according to the embodiment of the present invention, only the necessary rotating shafts are connected to the driving apparatus, and the driving shafts are not connected to the rotating shafts according to the purpose. Means for adjusting the rotation range can be provided.

회전범위 제한수단에는 앞서 설명한 바와 같이 스토퍼가 사용될 수도 있고, 스프링, 댐퍼 등과 같이 복원력이나 감쇠력을 이용하여 힘을 조절하는 장치가 사용될 수도 있고, 마찰력을 이용하여 회전력을 제한하는 장치가 사용될 수도 있다. 이와 같이 회전범위 제한수단을 사용함으로써 구동장치가 연결되지 않은 회전축에 대해 소정 변위의 추가적인 자유도를 부가하는 것이 가능해진다.As described above, the stopper may be used as the rotation range limiting device. An apparatus for adjusting the force by using a restoring force or a damping force, such as a spring or a damper, may be used, or an apparatus for limiting the rotational force by using a friction force may be used. By using the rotation range limiting means in this way, it becomes possible to add an additional degree of freedom of the predetermined displacement with respect to the rotation axis to which the drive device is not connected.

전술한 상지골격과 하지골격은 각각의 목적에 맞게 별개로 사용될 수도 있으나, 도 17에 나타낸 바와 같이 상지골격의 배면프레임(70)과 하지골격의 허리프레임(50)을 연결하면 전신 착용이 가능한 근력증폭장치로 사용될 수 있다.The upper and lower skeletons described above may be used separately for each purpose, but as shown in FIG. 17, when the rear frame 70 of the upper limb skeleton and the waist frame 50 of the lower limb skeleton are connected, muscle strength that can be worn whole body is possible. Can be used as an amplification device.

한편 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 더욱 다양한 형태로 변형 또는 수정될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 포함된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 당연하다 할 것이다.Meanwhile, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may be modified or modified in various forms, and the modified or modified embodiments also include the technical scope of the present invention included in the claims to be described below. Belonging to will be taken for granted.

11, 12, 13: 제1, 제2, 제3 하지링크
50: 허리프레임 52: 회전축
60: 탄성수단 70: 배면프레임
72: 어깨프레임 100: 착용기구
110, 120: 제1, 제2 회전커버 111, 121: 내측부
112, 122: 외측부 113, 123: 핑거
130: 고정프레임 131, 132: 제1, 제2 측판
140, 150: 제1, 제2 탄성수단 141, 151: 제1, 제3 연결부
142, 152: 제2, 제4 연결부 143, 153: 스프링
161, 162: 제1, 제2 회전축 171, 172: 제1, 제2 가이드홀
181,182: 제1, 제2 스토퍼돌기 190: 고정커버
200: 관절부 202: 몸체
210, 220: 제1, 제2 삽입홈 212, 222: 제1, 제2 회전축
301, 302, 303, 304, 305: 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 상지링크
310, 320, 330, 340, 350: 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 회전축11, 12, 13: first, second, third hagilink
50: waist frame 52: rotation axis
60: elastic means 70: back frame
72: shoulder frame 100: wear mechanism
110 and 120: first and second rotating covers 111 and 121: inner part
112, 122: outer portions 113, 123: fingers
130: fixed frame 131, 132: first, second side plate
140 and 150: first and second elastic means 141 and 151: first and third connecting portions
142, 152: second and fourth connections 143, 153: spring
161 and 162: first and second rotation shafts 171 and 172: first and second guide holes
181 and 182: first and second stopper protrusions 190: fixing cover
200: joint portion 202: body
210, 220: first and second insertion grooves 212, 222: first and second rotation shafts
301, 302, 303, 304, 305: first, second, third, fourth and fifth upper limbs
310, 320, 330, 340, 350: first, second, third, fourth, fifth rotation axis

Claims (9)

삭제delete 삭제delete 근력증폭장치의 골격구조에 있어서,
착용자의 상완(上脘)이 벌어지는 관절축에 대응하는 제1 회전축을 통해 배면프레임에 회전 가능하게 연결된 제1 상지링크;
상기 상완을 올리거나 내리는 관절축에 대응하는 제2 회전축을 통해 상기 제1 상지링크에 회전 가능하게 연결된 제2 상지링크;
상기 상완을 내전 또는 외전시키는 관절축에 대응하는 제3 회전축을 통해 상기 제2 상지링크에 회전 가능하게 연결된 제3 상지링크;
전완(前脘)을 올리거나 내리는 관절축에 대응하는 제4 회전축을 통해 상기 제3 상지링크에 회전 가능하게 연결된 제4 상지링크;
전완을 내전 또는 외전시키는 관절축에 대응하는 제5 회전축을 통해 상기 제4 상지링크에 회전 가능하게 연결된 제5 상지링크
를 포함하고, 상기 제1 회전축 내지 상기 제 5 회전축은 각각 대응하는 착용자의 상기 관절축과 평행하게 배치된 것을 특징으로 하는 근력증폭장치의 골격구조In the skeletal structure of the muscle amplification device,
A first upper limb linkage rotatably connected to the rear frame through a first rotational axis corresponding to a joint axis of the upper arm of the wearer;
A second upper limb rotatably connected to the first upper limb link through a second rotation axis corresponding to the joint axis of raising or lowering the upper arm;
A third upper limb rotatably connected to the second upper limb link through a third rotation axis corresponding to a joint axis for advancing or abduction of the upper arm;
A fourth upper limb rotatably connected to the third upper limb link through a fourth rotation axis corresponding to a joint axis that raises or lowers the forearm;
A fifth upper limb rotatably connected to the fourth upper limb link through a fifth rotation axis corresponding to a joint axis for advancing or abduction of the forearm;
Wherein the first to fifth rotation axes are disposed in parallel with the joint axes of the corresponding wearers, respectively. 제3항에 있어서,
상기 제1 회전축 내지 제 5 회전축 중에서 적어도 하나의 회전축에는 구동장치를 연결하고, 상기 구동장치가 연결되지 않은 회전축에 대해서는 동작범위와 힘을 제한하기 위한 회전범위 제한수단을 설치한 것을 특징으로 하는 근력증폭장치의 골격구조The method of claim 3,
Muscle power, characterized in that for connecting the driving device to at least one of the first to fifth rotation shafts, the rotation range limiting means for limiting the operating range and force for the rotation shaft is not connected to the drive device Skeletal structure of amplifying device 삭제delete 근력증폭장치의 골격구조에 있어서,
허리프레임과, 일단이 상기 허리프레임에 회전 가능하게 결합된 제1 하지링크와, 일단이 상기 허리프레임에 연결되고 타단이 상기 제1 하지링크에 연결된 탄성수단을 포함하는 골반부;
착용자의 대퇴부에 대응하는 제2 하지링크;
상기 제1 하지링크와 상기 제2 하지링크를 연결하는 것으로서, 몸체와, 상기 몸체의 일측을 상기 제1 하지링크의 타단에 연결하는 제1회전축과, 상기 몸체의 타측을 상기 제2하지링크의 일단에 연결하며 상기 제1회전축과 직교하는 방향으로 배치된 제2회전축을 포함하는 관절부;
착용자의 무릎을 접거나 펴는 관절축에 대응하는 제3 회전축을 통해 상기 제2 하지링크의 타단에 연결된 제3 하지링크
를 포함하며, 상기 관절부의 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축 중 하나의 회전축은 별도 동력 없이 착용자가 다리를 벌리는 동작에 대응하는 추가 자유도를 제공하는 것을 특징으로 하는 근력증폭장치의 골격구조In the skeletal structure of the muscle amplification device,
A pelvis including a waist frame, a first lower link rotatably coupled to the waist frame, one end connected to the waist frame, and the other end connected to the first lower link;
A second lower limb corresponding to the thigh of the wearer;
Connecting the first lower link and the second lower link, the body, a first rotating shaft for connecting one side of the body to the other end of the first lower link, and the other side of the body of the second lower link A joint portion connected to one end and including a second rotation shaft disposed in a direction orthogonal to the first rotation shaft;
Third lower link connected to the other end of the second lower link through a third axis of rotation corresponding to the joint axis of folding or stretching the wearer's knee
And a rotation axis of one of the first rotation axis and the second rotation axis of the joint portion provides an additional degree of freedom corresponding to a movement of the wearer's leg without a separate power. 제6항에 있어서,
상기 제2 회전축은 수평방향으로 배치되고, 상기 제1 회전축은 수직방향 또는 수평방향으로 배치된 것을 특징으로 근력증폭장치의 골격구조The method according to claim 6,
The second rotary shaft is disposed in the horizontal direction, the first rotary shaft is disposed in the vertical direction or horizontal direction skeleton structure of the muscle amplification device 제6항에 있어서,
상기 관절부에는 상기 제1회전축 및 상기 제2회전축 중에서 구동장치가 연결되지 않은 회전축의 동작범위와 힘을 제한하기 위한 회전범위제한수단이 설치된 것을 특징으로 하는 근력증폭장치의 골격구조The method according to claim 6,
The joint portion has a skeletal structure of the muscle amplification apparatus, characterized in that the rotation range limiting means for limiting the operating range and the force of the rotation shaft of the first rotation shaft and the second rotation shaft is not connected to the drive device is installed. 착용자의 골반에 대응하는 근력증폭장치의 골격구조에 있어서,
허리프레임;
일단은 회전축에 의해 상기 허리프레임에 회전 가능하게 결합되고, 타단에는 착용자의 대퇴부에 대응하는 골격부재가 결합되는 링크;
일단은 상기 허리프레임에 연결되고, 타단은 상기 링크에 연결된 탄성수단
을 포함하는 근력증폭장치의 골격구조In the skeletal structure of the muscle amplification device corresponding to the wearer's pelvis,
Waist frame;
One end is rotatably coupled to the waist frame by a rotation axis, the other end is coupled to the skeleton member corresponding to the thigh of the wearer;
One end is connected to the waist frame, the other end is elastic means connected to the link
Skeleton structure of muscle amplification device including
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