KR101678608B1 - 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치 - Google Patents

상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치는 상박 본체부, 상기 상박 본체부에 고정되는 하박 액츄에이터부와, 상기 하박 액츄에이터부에 연결되는 하박 링크부를 구비하는 상박부; 및 상기 하박 링크부에 회전 가능하게 연결되는 하박부;를 포함하며, 상기 하박 링크부는, 상기 하박 액츄에이터부에 연결되는 하박 구동 링크, 상기 하박부에 연결되는 하박 허브 링크와, 상기 하박 구동 링크와 상기 하박 허브 링크를 연결하는 하박 커플러 링크를 포함 함으로써, 사용자의 상지 근력을 증강시킬 수 있다.

Description

상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치{Wearable robotic apparatus for increasing muscle strength of upper limb}
본 발명은 착용형 로봇 장치에 관한 것으로, 특히 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치에 관한 것이다.
일반적으로 착용형 로봇 장치는 인체의 동작을 구현하여 사용자의 근력을 증강시키는 장치이다. 이러한 착용형 로봇 장치는 거동이 불편한 장애인, 또는 환자의 보조장치 또는 재활장치로 사용되거나, 인체의 근력으로 작업이 불가능한 작업을 수행할 수 있도록 하는 산업분야에 활용되는 등 그 활용범위가 점차 확대되고 있다.
한편, 큰 무게의 물품의 운반 및 설치에 이용되기 위한 종래 착용형 로봇 장치는 사용자의 상지 근력을 증강시키기 위해 대부분 모터를 동력원으로 이용하고 있으며, 사용자의 의도를 파악하기 위해 다수의 센서가 적용되고 있다.
이러한 종래 착용형 로봇 장치는 모터를 동력원으로 사용하므로 들어올릴 수 있는 최대 무게가 작고, 큰 무게의 물품을 들어올리기 위해서 용량이 큰 모터를 사용해야 하는데, 이러한 경우 자체의 무게가 증가하게 되어 휴대성 및 착용성이 좋지 않아 다양한 환경에서 사용하기 어려운 문제점이 있었다.
따라서, 최소화된 크기로 제작되어 큰 무게의 물품을 들어올릴 수 있도록, 모터를 대신한 새로운 동력원이 적용되는 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치의 개발이 필요하다.
대한민국 공개특허공보 제10-2014-0086263호
이에 본 발명은 상기한 사정을 감안하여 안출된 것으로, 종래 모터 대신 새로운 동력원이 적용되어 크기가 최소화되고, 사용자의 상지 근력을 증강시켜 큰 무게의 물품을 들어올릴 수 있도록 하는 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치는, 상박 본체부, 상기 상박 본체부에 고정되는 하박 액츄에이터부와, 상기 하박 액츄에이터부에 연결되는 하박 링크부를 구비하는 상박부; 및 상기 하박 링크부에 회전 가능하게 연결되는 하박부;를 포함하며, 상기 하박 링크부는, 상기 하박 액츄에이터부에 연결되는 하박 구동 링크, 상기 하박부에 연결되는 하박 허브 링크와, 상기 하박 구동 링크와 상기 하박 허브 링크를 연결하는 하박 커플러 링크를 포함할 수 있다.
등받이부; 및 상기 등받이부에 연결되는 어깨부;를 더 포함하고, 상기 상박부는 상기 어깨부에 연결될 수 있다.
상기 상박부는, 상기 상박 본체부에 고정되는 상박 액츄에이터부와, 상기 상박 액츄에이터부와 상기 어깨부를 연결하는 상박 링크부를 더 구비할 수 있다.
상기 상박 링크부는, 상기 상박 액츄에이터부에 연결되는 상박 구동 링크, 상기 어깨부에 연결되는 상박 허브 링크와, 상기 상박 구동 링크와 상기 상박 허브 링크를 연결하는 상박 커플러 링크를 포함할 수 있다.
상기 하박 구동 링크는, 일측이 상기 상박 본체부에 연결되고, 타측이 상기 하박 커플러 링크에 연결되며, 중심측이 상기 하박 액츄에이터부에 연결될 수 있다.
상기 하박 허브 링크는, 일측이 상기 하박부에 연결되고, 타측이 상기 하박 커플러 링크에 연결되며, 중심측이 상기 상박 본체부에 연결될 수 있다.
상기 어깨부는, 롤 방향으로 회전 가능하도록 상기 등받이부에 연결될 수 있다.
상기 상박 허브 링크는, 요 방향으로 회전 가능하도록 상기 어깨부에 연결될 수 있다.
상기 하박 허브 링크는, 피치 방향으로 회전 가능하도록 상기 상박 본체부에 연결될 수 있다.
상기 하박부는, 상기 하박 허브 링크에 연결되는 막대부; 상기 막대부로부터 연장되는 걸이부; 및 상기 막대부에 구비되어 사용자의 하박을 감싸는 착용부;를 포함할 수 있다.
상기 막대부는 소정 부분이 구부러질 수 있다.
상기 등받이부가 거치되는 거치부를 더 포함할 수 있다.
상기 하박 링크부는 사용자의 팔 관절 가동 범위를 구현할 수 있다.
상기 하박 액츄에이터부는 상기 하박 링크부에 일정 토크를 전달할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치에 의하면, 구성 요소간 간섭을 고려하여 하박 액츄에이터부 및 상박 액츄에이터부가 적용됨으로써, 다양한 환경에서 활용이 용이한 크기로 최소화되고, 큰 무게의 물품을 들어올릴 수 있도록 사용자의 상지 근력을 증강시킬 수 있다.
이와 더불어, 하박 링크부와 상박 링크부를 적용함으로써, 사용자가 요구하는 팔 관절 가동 범위 및 어깨 관절 가동 범위를 최대한으로 만족시킬 수 있다.
도1은 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치의 사시도이다.
도2는 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치의 제1 부분 사시도이다.
도3은 본 발명의 실시 예에 따른 하박 링크부의 상세도이다.
도4는 본 발명의 실시 예에 따른 상박 링크부의 상세도이다.
도5는 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치의 팔 관절 가동 범위 설명을 위한 제1 설명도이다.
도6은 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치의 팔 관절 가동 범위 설명을 위한 제2 설명도이다.
도7은 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치의 어깨 관절 가동 범위 설명을 위한 제1 설명도이다.
도8은 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치의 어깨 관절 가동 범위 설명을 위한 제2 설명도이다.
도9는 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치의 제2 부분 사시도이다.
도10은 본 발명의 실시 예에 따른 거치부가 포함된 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치의 사시도이다.
도11은 본 발명의 실시 예에 따른 거치부가 포함된 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치의 사용 상태도이다.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 첨부 도면에 기재된 내용을 참조하여야만 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로서, 본 발명을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 설명하는 실시예에 한정되는 것이 아니다. 그리고, 본 발명을 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략되며, 도면의 동일한 참조부호는 동일한 부재임을 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
도1 내지 도3을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치(10)는 등받이부(100), 어깨부(200), 상박부(300), 하박부(400) 등을 포함할 수 있으며, 상박부(300)가 상박 본체부(310), 하박 액츄에이터부(320) 및, 하박 링크부(330)를 구비하고, 하박 링크부(330)가 하박 액츄에이터부(320)에 연결되는 하박 구동 링크(331), 하박부(400)에 연결되는 하박 허브 링크(333) 및, 하박 구동 링크(331)와 하박 허브 링크(333)를 연결하는 하박 커플러 링크(335)를 포함함으로써, 하박 링크부(330)를 통해 사용자가 요구하는 팔 관절 가동 범위를 최대한으로 만족시킬 수 있고, 하박 액츄에이터부(320)를 통해 사용자의 상지 근력을 증강시켜 사용자가 큰 무게의 물품을 들어오릴 수 있도록 한다.
이후, 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치(10)의 구성요소를 상세 설명한다.
등받이부(100)는, 사용자가 착용형 로봇 장치(10)를 착용하는 경우 사용자의 등에 닿는 부분으로서, 소정 두께를 가지는 박스 형상일 수 있다. 등받이부(100)는 사용자 등에 맞닿는 부분이 소정의 면적을 가질 수 있다. 등받이부(100)는 이러한 형상에 한정되지 않고, 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 등받이부(100)는 일면 양측에 어깨부(200)와의 연결을 위한 회전축이 구비될 수 있다.
어깨부(200)는 사용자가 착용형 로봇 장치(10)를 착용하는 경우 사용자의 어깨에 닿는 부분으로서, 등받이부(100)의 일면 양측에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 어깨부(200)는, 롤(Roll)(도2 참조) 방향으로 회전 가능하도록, 일측이 등받이부(100)에 연결될 수 있다.
어깨부(200)는 일측으로부터 수직 및 대각 방향으로 연장되고 나서 수평 방향으로 굴곡지게 연장되는 형상으로 형성될 수 있다. 어깨부(200)의 형상은 이에 한정되는 것이 아니고, 더욱 다양하게 형성될 수 있다. 어깨부(200)는 타측이 상박부(300)에 연결될 수 있다.
도2 내지 도4를 참고하면, 상박부(300)는 사용자가 착용형 로봇 장치(10)를 착용하는 경우 사용자의 상박에 닿는 부분으로서, 상박 본체부(310), 하박 액츄에이터부(320), 하박 링크부(330), 상박 액츄에이터부(340) 및 상박 링크부(350)를 구비할 수 있다.
상박 본체부(310)는 내부에 소정 공간이 형성될 수 있다. 상박 본체부(310)는 내부의 소정 공간에 하박 액츄에이터(320), 하박 링크부(330), 상박 액츄에이터부(340) 및 상박 링크부(350)를 수용할 수 있다. 상박 본체부(310)는 예컨대 일측면이 개방된 형태의 하우징이 서로 결합된 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상박 본체부(310)는 상부 및 하부 소정 부분이 개방될 수 있다. 여기서, 상박 본체부(310)의 내부에 구비되는 하박 링크부(330) 및 상박 링크부(350)는. 상박 본체부(310)의 개방된 부분을 통해 상박 본체부(310) 외부에 노출되고, 노출된 부분이 어깨부(200) 또는 하박부(400)에 연결될 수 있다.
하박 액츄에이터부(320)는 사용자의 상지 근력 증강을 위한 것으로서, 상박 본체부(310)에 고정될 수 있다. 하박 액츄에이터부(320)는 일측이 상박 본체부(310)의 중심부에 고정되고, 타측이 하박 링크부(330)에 연결될 수 있다.
하박 액츄에이터부(320)는 예컨대 복동식 유압 실린더일 수 있다. 즉 하박 액츄에이터부(320)는 실린더가 상박 본체부(310)의 중심부에 고정되고, 피스톤 로드가 하박 링크부(330)에 연결될 수 있다.
하박 액츄에이터부(320)는 사용자의 하박부(400) 조작에 반응하여 피스톤 로드가 직선 왕복운동하게 되며 이를 통해 하박 링크부(330)에 일정 토크를 전달할 수 있고, 하박 링크부(330)에 연결된 하박부(400)가 연동 회전할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치(100)는 하박 액츄에이터부(320) 적용을 통해 소요 유량이 줄어드는 효과가 있다.
도4를 참고하면, 하박 링크부(330)는 사용자의 팔 관절 가동 범위를 최대한으로 만족시키기 위한 것으로서, 하박 구동 링크(331), 하박 허브 링크(333) 및 하박 커플러 링크(335)를 포함할 수 있다.
하박 구동 링크(331)는 예컨대 삼면 중 일면이 내측으로 파여진 삼각 형상일 수 있다. 하박 구동 링크(331)는 일측이 상박 본체부(310)에 연결되고, 타측이 하박 커플러 링크(335)에 연결되며, 중심측이 하박 액츄에이터부(320)에 연결될 수 있다. 여기서, 하박 구동 링크(331)는 상박 본체부(310), 하박 커플러 링크(335) 및 하박 액츄에이터부(320)에 회전 가능하게 연결된다.
이에 따라 하박 구동 링크(331)는, 하박 액츄에이터부(320)가 직선 왕복운동하는 경우, 상박 본체부(310)에 연결되는 제1 회전축(S1)을 기준으로 회전 가능하다.
하박 허브 링크(333)는 전체적으로 삼각 형상이나 일측 꼭지점 부분이 길이가 긴 막대 형상이고, 중심측 꼭지점 부분이 라운딩 처리된 형상일 수 있다. 하박 허브 링크(333)는 일측이 하박부(340)에 연결되고, 타측이 하박 커플러 링크(335)에 연결되며, 중심측이 상박 본체부(310)에 연결될 수 있다. 여기서, 하박 허브 링크(333)는 상박 본체부(310)에 회전 가능하게 연결된다.
이에 따라 하박 허브 링크(333)는, 상박 본체부(310)에 연결되는 제2 회전축(S2)을 기준으로 회전 가능하다. 여기서, 하박 허브 링크(333)는 피치(Pitch)(도2 기준) 방향으로 회전 가능하다.
하박 커플러 링크(335)는 중심부가 휘어진 막대 형상일 수 있다. 하박 커플러 링크(335)는 일측이 하박 구동 링크(331)에 회전 가능하게 연결되고, 타측이 하박 허브 링크(333)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 하박 커플러 링크(335)는 이를 통해 하박 구동 링크(331)의 회전력을 하박 허브 링크(333)에 전달할 수 있다.
한편, 상박 본체부(310)에는 하박 액츄에이터부(320) 및 하박 링크부(330)에 대응하는 형상, 구조 및 기능을 가지는 상박 액츄에이터부(340) 및 상박 링크부(350)가 구비된다.
상박 액츄에이터부(340)는 사용자의 상박 움직임을 보강하기 위한 것으로서, 상박 본체부(310)에 고정될 수 있다. 상박 액츄에이터부(340)는 일측이 상박 본체부(310)의 중심부에 고정되고, 타측이 상박 링크부(350)에 연결될 수 있다.
상박 액츄에이터부(340)는 예컨대 복동식 유압 실린더일 수 있다. 즉 상박 액츄에이터부(340)는 실린더가 상박 본체부(310)의 중심부에 고정되고, 피스톤 로드가 상박 링크부(350)에 연결될 수 있다.
상박 액츄에이터부(340)는 사용자의 상박 본체부(310) 조작에 반응하여 피스톤 로드가 직선 왕복운동하게 되며 이를 통해 상박 링크부(350)에 일정 토크를 전달할 수 있고, 상박 링크부(350)에 연결된 상박 본체부(310)가 연동 회전할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치(100)는 상박 액츄에이터부(340) 적용을 통해 소요 유량이 줄어드는 효과가 있다.
도4를 참고하면, 상박 링크부(350)는 사용자의 어깨 관절 가동 범위를 최대한으로 만족시키기 위한 것으로서, 상박 구동 링크(351), 상박 허브 링크(353) 및 상박 커플러 링크(355)를 포함할 수 있다.
상박 구동 링크(351)는 예컨대 삼면 중 일면이 내측으로 파여진 삼각 형상일 수 있다. 상박 구동 링크(351)는 일측이 상박 본체부(310)에 연결되고, 타측이 상박 커플러 링크(355)에 연결되며, 중심측이 상박 액츄에이터부(340)에 연결될 수 있다. 여기서, 상박 구동 링크(351)는 상박 본체부(310), 상박 커플러 링크(355) 및 상박 액츄에이터부(340)에 회전 가능하게 연결된다.
이에 따라 상박 구동 링크(351)는, 상박 액츄에이터부(340)가 직선 왕복운동하는 경우, 상박 본체부(310)에 연결되는 제3 회전축(S3)을 기준으로 회전 가능하다.
상박 허브 링크(353)는 전체적으로 삼각 형상이나 일측 꼭지점 부분이 길이가 긴 막대 형상이고, 중심측 꼭지점 부분이 라운딩 처리된 형상일 수 있다. 상박 허브 링크(353)는 일측이 어깨부(200)에 연결되고, 타측이 상박 커플러 링크(355)에 연결되며, 중심측이 상박 본체부(310)에 연결될 수 있다. 여기서, 상박 허브 링크(353)는 요(Yaw) 방향(도2 기준)으로 회전 가능하도록 어깨부(200)에 연결되고, 피치 방향(도2 기준)으로 회전 가능하도록 상박 본체부(310)에 연결된다.
이에 따라 상박 허브 링크(353)는, 상박 본체부(310)에 연결되는 제4 회전축(S4)을 기준으로 회전 가능하다. 여기서, 상박 허브 링크(353)는 피치 방향(도2 기준)으로 회전 가능하다.
상박 커플러 링크(355)는 중심부가 휘어진 막대 형상일 수 있다. 상박 커플러 링크(355)는 일측이 상박 구동 링크(351)에 회전 가능하게 연결되고, 타측이 상박 허브 링크(353)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 상박 커플러 링크(355)는 이를 통해 상박 구동 링크(351)의 회전력을 상박 허브 링크(353)에 전달할 수 있다.
다시 도1 내지 도3을 참고하면, 하박부(400)는 사용자가 착용형 로봇 장치(10)를 착용하는 경우 사용자의 하박에 닿는 부분으로서, 막대부(410), 걸이부(420) 및 착용부(430)를 포함할 수 있다.
막대부(410)는 하박 허브 링크(333)에 연결될 수 있다. 막대부(410)는 길이가 긴 막대 형상이나 소정 부분이 구부러질 수 있다. 이는 사용자의 하박이 착용부(430)에 잘 위치되도록 한다.
걸이부(420)는 막대부(410)로부터 연장되어 형성될 수 있다. 걸이부(420)는 일측이 휘어질 수 있다. 이는 소정의 물체가 걸이부(420)에 걸리도록 한다. 걸이부(420)는 막대부(410)에 착탈 가능하게 연결될 수 있다.
착용부(430)는 막대부(410)에 구비될 수 있다. 착용부(430)는 사용자의 하박을 감싸도록 형성될 수 있다. 착용부(430)는 외주 소정 부분이 개방된 원통형상일 수 있다.
이후 도5 내지 도8을 참고하여, 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치(10)의 팔 관절 가동 범위와 어깨 관절 가동 범위를 설명한다.
도5에서, 하박부(400)는 횡축(A)을 기준으로 제1 각도(θ1)만큼 시계 방향(도5 기준)으로 회전하여 제1 팔 관절 기준선(B)에 위치할 수 있다. 여기서, 제1 각도(θ1)는 예컨대 대략 45도 일 수 있다.
도6에서, 하박부(400)는 횡축(A)을 기준으로 제2 각도(θ2)만큼 반시계 방향(도6 기준)으로 회전하여 제2 팔 관절 기준선(C)에 위치할 수 있다. 여기서, 제2 각도(θ2)는 예컨대 대략 92도 일 수 있다.
이에 따라 하박부(400)의 가동 범위는 제1 팔 관절 기준선(A)으로부터 제2 팔 관절 기준선(B)까지 일 수 있으며, 이는 사용자의 팔 관절 가동 범위를 최대한으로 만족시킨 결과이다.
또한 하박부(400)는, 하박 액츄에이터부(320)가 1mm 직선 운동하는 동안 대략 2.55도 회전할 수 있으며, 일정 토크로 회전 가능함으로써, 사용자의 상지 근력 증강에 이용된다.
한편 도7에서, 상박 본체부(310)는 종축(D)을 기준으로 제3 각도(θ3)만큼 반시계 방향(도7 기준)으로 회전하여 제1 어깨 관절 기준선(E)에 위치할 수 있다. 여기서, 제3 각도(θ3)는 예컨대 대략 41도 일 수 있다.
도8에서, 상박 본체부(310)는 종축(D)을 기준으로 제4 각도(θ4)만큼 시계 방향(도8 기준)으로 회전하여 제2 어깨 관절 기준선(F)에 위치할 수 있다. 여기서, 제4 각도(θ4)는 예컨대 대략 115도 일 수 있다.
이에 따라 상박 본체부(310)의 가동 범위는 제1 어깨 관절 기준선(E)으로부터 제2 어깨 관절 기준선(F)까지 일 수 있으며, 이는 사용자의 어깨 관절 가동 범위를 최대한으로 만족시킨 결과이다.
또한 상박 본체부(310)는, 상박 액츄에이터부(340)가 1mm 직선 운동하는 동안 대략 2.55도 회전할 수 있으며, 일정 토크로 회전 가능함으로써, 사용자의 상지 근력 증강에 이용된다.
도9를 참고하면, 상박 본체부(310)에는 전선 하네스가 수용되는 전선 하네스 공간(hs)이 형성될 수 있다. 전선 하네스 공간(hs)은 상박 본체부(310)의 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 또한 전선 하네스 공간(hs)은 커버(cv)에 의해 덮여 외부와 차단될 수 있다.
도10을 참고하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치(10)는 거치부(500)를 더 포함할 수 있다.
거치부(500)에는 등받이부(100)가 거치될 수 있다. 거치부(500)는 거치된 등받이부(100)를 사용자의 키에 맞춰 상하로 이동시킬 수 있다. 이를 위해 거치부(500)는 하부 프레임, 상부 프레임 및 승하강 수단 등을 구비할 수 있다.
예컨대, 하부 프레임은 수평 프레임과 수직 프레임을 포함하고, 지면을 따라 이동 가능하도록 하부 프레임에 바퀴가 결합되고, 수직 프레임이 하부 프레임으로부터 수직한 방향으로 연장될 수 있다.
상부 프레임은 하부 프레임에 승하강 가능하도록 연결되고, 상단이 등받이부(100)의 거치가 가능한 형상으로 형성될 수 있다.
승하강 수단은 사용자의 조작 또는 자동 조작되어 상부 프레임을 상하로 승강시킬 수 있다.
거치부(500)는 상기한 일 실시예에 한정되지 않고, 등받이부(100)를 거치함과 동시에 승하강 시킬 수 있는 다양한 형태로 형성될 수 있다.
도11을 참고하면, 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치(10)의 착용 상태도를 확인할 수 있다.
사용자는 착용형 로봇 장치(10)를 착용함으로써, 상지 근력이 증강되고, 평소에 옮기기 힘들던 무거운 물품 등을 옮기는 것이 가능하다.
따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치(10)는 구성 요소간 간섭을 고려하여 하박 액츄에이터부(320) 및 상박 액츄에이터부(340)가 적용됨으로써, 다양한 환경에서 활용이 용이한 크기로 최소화되고, 큰 무게의 물품을 들어올릴 수 있도록 사용자의 상지 근력을 증강시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치(10)는 하박 링크부(330) 및 상박 링크부(350)를 적용함으로써, 사용자가 요구하는 팔 관절 가동 범위 및 어깨 관절 가동 범위를 최대한으로 만족시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치
100: 등받이부
200: 어깨부
300: 상박부
310: 상박 본체부
320: 하박 액츄에이터부
330: 하박 링크부
331: 하박 구동 링크
333: 하박 허브 링크
335: 하박 커플러 링크
340: 상박 액츄에이터부
350: 상박 링크부
351: 상박 구동 링크
353: 상박 허브 링크
355: 상박 커플러 링크
400: 하박부
410: 막대부
420: 걸이부
430: 착용부
500: 거치부

Claims (14)

  1. 등받이부;
    상기 등받이부에 연결되는 어깨부;
    상박 본체부, 상기 상박 본체부에 고정되는 상박 액츄에이터부, 상기 상박 액츄에이터부와 상기 어깨부를 연결하는 상박 링크부, 상기 상박 본체부에 고정되는 하박 액츄에이터부와, 상기 하박 액츄에이터부에 연결되는 하박 링크부를 구비하는 상박부; 및
    상기 하박 링크부에 회전 가능하게 연결되는 하박부;를 포함하며,
    상기 하박 링크부는, 상기 하박 액츄에이터부에 연결되는 하박 구동 링크, 상기 하박부에 연결되는 하박 허브 링크와, 상기 하박 구동 링크와 상기 하박 허브 링크를 연결하는 하박 커플러 링크를 포함하고,
    상기 하박부는, 상기 하박 허브 링크에 연결되는 막대부, 상기 막대부로부터 연장되는 걸이부와, 사용자의 하박을 감싸도록 상기 막대부에 구비되는 착용부를 포함하고,
    상기 하박 액츄에이터부는, 상기 상박 본체부에 고정되는 실린더와, 상기 하박 액츄에이터부의 실린더의 내부에서 직선 왕복 운동가능하도록 구비되되 상기 하박 구동 링크에 연결되는 피스톤 로드를 구비하고,
    상기 상박 링크부는, 상기 상박 액츄에이터부에 연결되는 상박 구동 링크, 상기 어깨부에 연결되는 상박 허브 링크와, 상기 상박 구동 링크와 상기 상박 허브 링크를 연결하는 상박 커플러 링크를 포함하며,
    상기 상박 액츄에이터부는, 상기 상박 본체부에 고정되는 실린더와, 상기 상박 액츄에이터부의 실린더의 내부에서 직선 왕복 운동가능하도록 구비되되 상기 상박 구동 링크에 연결되는 피스톤 로드를 구비하고,
    상기 하박 링크부는 사용자의 팔 관절 가동 범위를 구현하고, 상기 상박 링크부는 사용자의 어깨 관절 가동 범위를 구현하는 것을 특징으로 하는 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하박 구동 링크는,
    일측이 상기 상박 본체부에 연결되고, 타측이 상기 하박 커플러 링크에 연결되며, 중심측이 상기 하박 액츄에이터부에 연결되는 것을 특징으로 하는 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 하박 허브 링크는,
    일측이 상기 하박부에 연결되고, 타측이 상기 하박 커플러 링크에 연결되며, 중심측이 상기 상박 본체부에 연결되는 것을 특징으로 하는 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 어깨부는, 상기 등받이부의 일면에 위치하는 회전축에 일단이 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 상박 허브 링크는, 상기 어깨부 타단에 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 하박 허브 링크는, 상기 상박 본체부에 회전 가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 막대부는 소정 부분이 구부러진 것을 특징으로 하는 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 등받이부가 거치되는 거치부를 더 포함하는 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서,
    상기 하박 액츄에이터부는 상기 하박 링크부에 일정 토크를 전달하는 것을 특징으로 하는 상지 근력 증강을 위한 착용형 로봇 장치.
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