KR101902547B1 - Energy harvesting system for wearing human knees - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치는, 무릎 부위에 착용하는 제1 착용부; 상기 제1 착용부의 양측으로 연결되는 지지대; 무릎 아래 부위에 착용하는 것으로서, 상기 지지대에 결합되어 지지대를 따라 이동 가능한 제2 착용부; 상기 제1 착용부 외측에 배치되는 발전기; 및 상기 지지대와 발전기를 연결하는 동력전달장치; 를 포함할 수 있다.A knee wearing type energy harvesting apparatus according to an embodiment of the present invention includes: a first wearing part to be worn on a knee area; A support member connected to both sides of the first wearing portion; A second wearing part to be worn on a lower part of the knee, the second wearing part being coupled to the supporting part and movable along the supporting part; A generator disposed outside the first wearer; And a power transmission device for connecting the support to the generator; . ≪ / RTI >

Description

무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치{ENERGY HARVESTING SYSTEM FOR WEARING HUMAN KNEES}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an energy harvesting apparatus,

본 발명은 신체에 착용한 상태에서 도보 등과 같은 움직임을 통해 전력을 생산할 수 있는 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a knee wearable energy harvesting apparatus capable of producing electric power through a motion such as a walk while being worn on the body.

일반적으로 사람 무릎은 관절이 하나로 고정되는 것이 아니라 움직임에 따라 관절의 위치가 계속 변하게 된다. 종래 에너지 하베스팅 장치는 무릎 관절이 움직일 때의 착용 위치변화를 전혀 고려하지 않고 장비를 설계하여 무릎의 강한 힘을 장비에 완전히 전달할 수 없음은 물론 착용상태에서의 움직임이 매우 불편하였다. 그로 인해서 생산 전력량 역시 백신 캐리어를 구동할 만큼의 전력을 생산할 수 없었다.In general, the knee of a person is not fixed to one joint, but the position of the joint is continuously changed by the movement. The conventional energy harvesting apparatus can not transmit the strong force of the knee to the equipment completely by designing the equipment without considering the change of the wearing position when the knee joint moves, and the movement in the worn state is very inconvenient. As a result, the production power could not produce enough power to drive the vaccine carrier.

일례로서, 대한민국 공개실용신안공보 제20-2016-0003614호는 "미세 폭 조절이 가능한 다이얼식 무릎 관절 보조 기구"를 개시한다.As an example, Korean Utility Model Laid-Open No. 20-2016-0003614 discloses a dial knee joint assist device capable of fine-tuning.

전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예는 무릎 관절에 착용하는 제1 착용부와 무릎 아래 부위에 착용하는 제2 착용부를 분리하여 제2 착용부가 선형운동을 할 수 있도록 한 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치를 제공하고자 한다.In order to solve the above-mentioned problems, an embodiment of the present invention is a knee wearing type knitting machine in which a first wearing portion to be worn on a knee joint and a second wearing portion to be worn on a knee lower portion are separated, Energy harvesting device.

또한, 관절의 변화를 수동적으로 따라갈 수 있어 무릎에 더 강한 힘을 주어도 자연스럽게 움직일 수 있고 더 많은 전력을 생산할 수 있는 한 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치를 제공하고자 한다.The present invention also provides a knee wearable energy harvesting device capable of naturally moving even when a stronger force is applied to the knee and capable of producing more electric power, because it can passively follow joint changes.

전술한 목적을 이루기 위해 본 발명의 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치는, 무릎 부위에 착용하는 제1 착용부; 상기 제1 착용부의 양측으로 연결되는 지지대; 무릎 아래 부위에 착용하는 것으로서, 상기 지지대에 결합되어 지지대를 따라 이동 가능한 제2 착용부; 상기 제1 착용부 외측에 배치되는 발전기; 및 상기 지지대와 발전기를 연결하는 동력전달장치; 를 포함할 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a knee wearable energy harvesting apparatus comprising: a first wearing portion to be worn on a knee; A support member connected to both sides of the first wearing portion; A second wearing part to be worn on a lower part of the knee, the second wearing part being coupled to the supporting part and movable along the supporting part; A generator disposed outside the first wearer; And a power transmission device for connecting the support to the generator; . ≪ / RTI >

또한, 상기 제1 착용부는 무릎 부위를 감쌀 수 있도록 무릎에 부합하는 형태로 형성되면서 제1 착용벨트에 의해 연결될 수 있다.In addition, the first wearing portion may be formed to conform to the knee so as to cover the knee portion, and may be connected by the first wearing belt.

또한, 상기 제1 착용벨트에는 제1 착용벨트의 길이를 조절할 수 있는 제1 버클이 구비될 수 있다.In addition, the first wearing belt may be provided with a first buckle capable of adjusting the length of the first wearing belt.

또한, 상기 제1 착용부의 저면 양측으로 하향으로 연장되는 연결부가 구비되며 상기 연결부는 힌지축에 의해 회전 가능하도록 지지대 상단과 연결될 수 있다.In addition, a connecting portion extending downward to both sides of the bottom of the first wearing portion is provided, and the connecting portion can be connected to the upper end of the supporting rod so as to be rotatable by the hinge shaft.

또한, 상기 제2 착용부는 무릎 아래 부위를 감쌀 수 있도록 무릎 아래 부위에 부합하는 형태로 형성되면서 제2 착용벨트에 의해 연결될 수 있다.In addition, the second wearing part may be formed to conform to the lower part of the knee so as to cover the lower part of the knee, and may be connected by the second wearing belt.

또한, 상기 제2 착용벨트에는 제2 착용벨트의 길이를 조절할 수 있는 제2 버클이 구비될 수 있다.In addition, the second wearing belt may be provided with a second buckle capable of adjusting the length of the second wearing belt.

또한, 상기 지지대는 제2 착용부의 양측 상, 하면 부위를 관통할 수 있다.In addition, the supporter may penetrate the upper and lower portions of the second wearing portion.

또한, 상기 동력전달장치는 제1 착용부의 일측에 배치될 수 있다.Further, the power transmission device may be disposed at one side of the first wearing portion.

또한, 상기 동력전달장치는 상기 지지대 상단에 연결되는 것으로서, 힌지축에 의해 제1 착용부와 연결되는 제1 기어; 상기 제1 기어와 맞물려 회전하는 제2 기어; 상기 제2 기어와 중심이 동일하며 제2 기어보다 큰 기어로서, 일면은 제2 기어와 연결되고 타면은 제1 착용부 쪽에 위치하면서 제2 기어와 함께 제1 착용부의 일측에 축설되어 제2 기어와 동시에 회전하는 제3 기어; 및 상기 발전기 축에 연결되는 기어로서, 제3 기어보다 작은 기어이고 제3 기어와 맞물려 회전하는 제4 기어; 를 포함할 수 있다.The power transmission device may include a first gear connected to an upper end of the support and connected to the first wear part by a hinge shaft, A second gear that rotates in engagement with the first gear; And a second gear disposed on one side of the first wear part together with the second gear, the second gear being connected to the first gear and the second gear, A third gear rotating at the same time as the first gear; And a fourth gear coupled to the generator shaft, the fourth gear being smaller than the third gear and rotating in engagement with the third gear; . ≪ / RTI >

또한, 상기 지지대에는 상기 제2 착용부가 적어도 하나 이상 결합될 수 있다.In addition, at least one or more of the second wearing parts may be coupled to the support.

본 발명의 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치에 의하면 무릎 관절에 착용하는 제1 착용부와 무릎 아래 부위에 착용하는 제2 착용부를 분리하여 제2 착용부가 선형운동을 할 수 있다.According to the knee wearable energy harvesting apparatus according to the embodiment of the present invention, the first wear part to be worn on the knee joint and the second wear part to wear on the knee lower part can be separated, and the second wear part can perform the linear motion.

또한, 관절의 변화를 수동적으로 따라갈 수 있어 무릎에 더 강한 힘을 주어도 자연스럽게 움직일 수 있고 더 많은 전력을 생산할 수 있다. In addition, you can passively follow joint changes, allowing you to move naturally and produce more power even with stronger force on your knees.

또한, 무릎 위쪽에 발전기를 배치하여 발전기 선정에 제약이 줄일 수 있고 더 간단한 회로와 제어로 더 많은 출력을 얻을 수 있는 발전기를 장착하여 백신 캐리어를 구동하는데 필요한 높은 전력을 안정적으로 생산할 수 있다.In addition, it is possible to stably produce the high power required for driving the vaccine carrier by disposing the generator at the upper part of the knee, reducing the restriction on the generator selection, and installing a generator capable of obtaining more output with simpler circuit and control.

도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치의 정면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치의 배면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치의 좌측면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치의 우측면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치의 착용상태도이다.1 is a perspective view of a knee wearable energy harvesting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
2 is a front view of a knee wearable energy harvesting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is a rear view of a knee wearable energy harvesting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
4 is a left side view of a knee wearable energy harvesting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a right side view of a knee wearable energy harvesting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view showing a wear state of a knee wearable energy harvesting apparatus according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In addition, the preferred embodiments of the present invention will be described below, but it is needless to say that the technical idea of the present invention is not limited thereto and can be variously modified by those skilled in the art.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치의 구성을 설명한다.First, the configuration of a knee wearable energy harvesting apparatus according to an embodiment of the present invention will be described.

도 1 내지 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치는, 무릎 부위에 착용하는 제1 착용부(10), 무릎 아래 부위에 착용하는 제2 착용부(20), 전력을 생산하는 발전기(50) 및 발전기(50)에 동력을 전달하는 동력전달장치(40)를 포함한다.1 to 3, a knee wearable energy harvesting apparatus according to an embodiment of the present invention includes a first wearing portion 10 to be worn on a knee portion, a second wearing portion 20 A generator 50 for generating electric power, and a power transmission device 40 for transmitting power to the generator 50. [

제1 착용부(10)는 무릎 부위를 감쌀 수 있도록 무릎에 부합하는 형태로 형성된다. 제1 착용부(10) 양단에는 제1 착용벨트(11)가 구비된다. 제1 착용벨트(11)는 제1 착용부(10)가 감싸지 못한 나머지 다리 둘레를 감싸는 역할을 한다.The first wearing portion 10 is formed to conform to the knee so as to cover the knee portion. A first wearing belt (11) is provided at both ends of the first wearing part (10). The first wearing belt 11 serves to wrap the remaining legs around which the first wearing portion 10 is not wrapped.

제1 착용벨트(11)는 제1 착용부(10) 양단에 각각 구비된다. 양측 제1 착용벨트(11)의 끝단 연결부위에는 제1 버클(12)이 구비된다. 제1 버클(12)을 통해 착용자의 다리 둘레에 맞추어 제1 착용벨트(11)의 착용 길이를 쉽게 조절할 수 있다.The first wearing belt (11) is provided at both ends of the first wearing portion (10). A first buckle (12) is provided at an end connecting portion of both the first wearing belts (11). The wear length of the first wearing belt 11 can be easily adjusted through the first buckle 12 in accordance with the wearer's leg circumference.

제1 착용부(10)의 저면 양측으로 연결부(13)가 구비된다. 연결부(13)는 제1 착용부(10)의 저면으로부터 하향으로 연장된다. 연결부(13)는 힌지축(60)에 의해 회전 가능하도록 지지대(30) 상단과 연결된다.The connecting portion 13 is provided on both sides of the bottom surface of the first wearing portion 10. The connecting portion 13 extends downward from the bottom surface of the first wearing portion 10. The connection portion 13 is connected to the upper end of the support base 30 so as to be rotatable by the hinge shaft 60.

지지대(30)는 제1 착용부(10)의 양측에 구비된다. 지지대(30)는 복수의 환봉 또는 각형 봉일 수 있다. 지지대(30)는 제2 착용부(20)의 양측 상, 하면를 관통한다. 지지대(30)의 상단에는 상단블록(31)이 결합될 수 있다. 상단블록(31)은 제1 기어(41) 및 제1 착용부(10)의 연결부(13)와 연결된다. 지지대(30)의 하단에는 하단블록(32)이 결합될 수 있다.The support base 30 is provided on both sides of the first wearing portion 10. The support 30 may be a plurality of round bars or square bars. The support base (30) penetrates the lower surface and the lower surface of the second wearing portion (20). The upper block 31 may be coupled to the upper end of the support 30. The upper block 31 is connected to the first gear 41 and the connecting portion 13 of the first wearing portion 10. The lower block 32 may be coupled to the lower end of the support 30.

제2 착용부(20)는 무릎 아래 부위를 감쌀 수 있도록 무릎 아래 부위에 부합하는 형태로 형성된다. 제2 착용부(20)는 지지대(30)에 결합되어 지지대(30)를 따라 이동할 수 있다. 제2 착용부(20)는 지지대(30)에 적어도 하나 이상 결합될 수 있다. 지지대(30)는 제2 착용부(20)의 안정적인 이동을 안내하는 가이드 역할을 한다. 제2 착용부(20) 양단에는 제2 착용벨트(21)가 구비된다. 제2 착용벨트(21)는 제2 착용부(20)가 감싸지 못한 착용자의 다리 둘레를 감싸는 역할을 한다.The second wearer 20 is formed to conform to the area below the knee so as to cover the area below the knee. The second wearing portion 20 can be coupled to the support 30 and move along the support 30. The second wearing portion 20 can be joined to the support 30 at least one. The support base (30) serves as a guide for guiding the stable movement of the second wearing portion (20). A second wearing belt (21) is provided at both ends of the second wearing section (20). The second wearing belt 21 serves to wrap the wearer's leg circumference that the second wearing portion 20 can not wrap.

제2 착용벨트(21)는 제2 착용부(20) 양단에 각각 구비된다. 양측 제2 착용벨트(21)의 끝단 연결부위에는 제2 버클(22)이 구비된다. 제2 버클(22)을 통해 착용자의 다리 둘레에 맞추어 제2 착용벨트(21)의 착용 길이를 쉽게 조절할 수 있다.The second wearing belt (21) is provided at both ends of the second wearing portion (20). And the second buckle 22 is provided at the end connecting portion of the both side second wearing belts 21. The wearing length of the second wearing belt 21 can be easily adjusted through the second buckle 22 in accordance with the wearer's leg circumference.

발전기(50)는 전력생산 장치이다. 발전기(50)는 제1 착용부(10) 외측에 배치된다. 발전기(50)는 동력전달장치(40)로부터 동력을 전달받아 전력을 생산한다. 발전기(50)는 백신 캐리어(Vaccine Carriers) 등과 같이 전력공급대상에 연결하여 전력을 공급할 수 있다.The generator 50 is a power generation device. The generator 50 is disposed outside the first wearing portion 10. The generator 50 receives power from the power transmission device 40 and produces electric power. The generator 50 may be connected to a power supply target such as a vaccine carrier to supply electric power.

도 4, 5에 도시된 바와 같이 동력전달장치(40)는 제1 착용부(10)의 일측에 배치될 수 있다. 동력전달장치(40)는 기어 방식으로 동력을 전달한다. 동력전달장치(40)는 서로 맞물리는 제1 기어(41), 제2 기어(42), 제3 기어(43) 및 제4 기어(44)를 포함한다.4 and 5, the power transmission device 40 may be disposed at one side of the first wearing portion 10. The power transmission device 40 transmits the power in a gear manner. The power transmission device 40 includes a first gear 41, a second gear 42, a third gear 43 and a fourth gear 44 meshed with each other.

구체적으로 제1 기어(41)는 지지대(30) 상단에 구비되는 상단블록(31)에 고정된다. 제1 기어(41)는 힌지축(60)에 의해 지지대(30) 상단의 상단블록(31) 및 제1 착용부(10)의 연결부(13)와 연결된다.Specifically, the first gear 41 is fixed to the upper end block 31 provided at the upper end of the support 30. The first gear 41 is connected to the upper block 31 at the upper end of the support 30 by the hinge shaft 60 and the connecting portion 13 of the first wearer 10.

제2 기어(42)는 제1 기어(41)와 맞물려 회전한다. 제2 기어(42)는 제1 기어(41)보다 작은 기어이다.The second gear 42 rotates in engagement with the first gear 41. The second gear 42 is smaller than the first gear 41.

제3 기어(43)는 제2 기어(42)와 일체형일 수 있다. 제3 기어(43)는 제2 기어(42)와 중심이 동일한 기어이다. 제3 기어(43)는 제2 기어(42)보다 큰 기어이다. 제3 기어(43)의 일면은 제2 기어(42)와 연결된다. 제3 기어(43)의 타면은 제1 착용부(10) 쪽에 위치한다. 제3 기어(43)는 제2 기어(42)와 함께 회전한다. 제3 기어(43)는 제2 기어(42)와 함께 제1 착용부(10)의 일측에 축설된다.The third gear 43 may be integrated with the second gear 42. The third gear 43 is a gear whose center is the same as that of the second gear 42. The third gear 43 is larger than the second gear 42. One surface of the third gear 43 is connected to the second gear 42. The other surface of the third gear 43 is located on the side of the first wearer 10. The third gear 43 rotates together with the second gear 42. The third gear 43 is formed on one side of the first wearing portion 10 together with the second gear 42.

제4 기어(44)는 발전기 축(51)에 연결되는 기어이다. 제4 기어(44)는 제3 기어(43)보다 작은 기어이다. 제4 기어(44)는 제3 기어(43)와 맞물려서 회전한다. 제4 기어(44)의 회전력이 발전기(50)에 전달되어 전력을 생산할 수 있다.The fourth gear 44 is a gear connected to the generator shaft 51. The fourth gear 44 is smaller than the third gear 43. The fourth gear 44 rotates in engagement with the third gear 43. The rotational force of the fourth gear 44 is transmitted to the generator 50 to produce electric power.

다음은 본 발명의 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치의 작동을 설명한다.The following describes the operation of a knee wearable energy harvesting apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6과 같이 본 발명의 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치를 착용한다. 구체적으로 제1 착용부(10)를 무릎 부위에 위치시킨 다음 제1 버클(12)을 통해 제1 착용벨트(11)의 길이를 착용자의 다리에 맞추어 조절한다. 동시에 제2 착용부(20)를 무릎 아래 부위에 위치시킨 다음 제2 버클(22)을 통해 제2 착용벨트(21)의 길이를 착용자의 다리에 맞추어 조절한다.6, a knee wearable energy harvesting apparatus according to an embodiment of the present invention is worn. Specifically, the first wearing portion 10 is positioned on the knee portion, and then the length of the first wearing belt 11 is adjusted to fit the wearer's leg through the first buckle 12. At the same time, the second wearing portion 20 is positioned below the knee, and the length of the second wearing belt 21 is adjusted to fit the wearer's leg through the second buckle 22.

무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치의 착용 완료 후 착용자가 걸을 경우 동력전달장치(40)에 동력이 전달되고 동력전달장치(40)와 연결된 발진기(50)가 구동하면서 전력을 생산한다.When the wearer wears the knee wearable energy harvesting device after completion of the wear, the power is transmitted to the power transmission device 40 and the oscillator 50 connected to the power transmission device 40 is driven to produce electric power.

구체적으로 착용자의 무릎이 굽혀지면 힌지축(60)을 중심으로 제2 착용부(20)와 지지대(30)가 회전한다. 이때, 상단블록(31)과 연결되는 제1 기어(41)가 힌지축(60)을 중심으로 회전한다. 제1 기어(41)가 회전하면 제1 기어(41)와 맞물린 제2 기어(42)가 중심축을 중심으로 회전한다. 제2 기어(42)의 회전에 의해 제3 기어(43)도 함께 회전한다. 제3 기어(43)기 회전함에 따라 제3 기어(43)와 맞물린 제4 기어(44)가 회전한다. 제4 기어(44)의 회전은 발전기 축(51)에 전달되고 발전기(50)의 구동에 의해 전력을 생산할 수 있다.Specifically, when the knee of the wearer is bent, the second wearing portion 20 and the support base 30 are rotated about the hinge shaft 60. [ At this time, the first gear 41 connected to the upper block 31 rotates about the hinge shaft 60. When the first gear 41 rotates, the second gear 42 engaged with the first gear 41 rotates about the central axis. The third gear 43 rotates together with the rotation of the second gear 42. As the third gear 43 rotates, the fourth gear 44 engaged with the third gear 43 rotates. The rotation of the fourth gear 44 is transmitted to the generator shaft 51 and can be generated by driving the generator 50.

한편, 착용자의 보행 시 무릎 아래 부위가 무릎 관절을 중심으로 접힐 때 제2 착용부(20)는 다리의 움직임에 의해 자연스럽게 지지대(30)를 따라 슬라이딩 한다. 이와 같이 제2 착용부(20)가 다리의 움직임과 같이 지지대(30)를 따라 움직이기 때문에 동작이 매우 자연스럽게 이루어질 수 있다.On the other hand, when the lower part of the knee is folded around the knee joint at the time of walking of the wearer, the second wearer 20 naturally slides along the support 30 by the movement of the legs. As described above, since the second wearing portion 20 moves along the support base 30 like the movement of the leg, the operation can be performed very smoothly.

이와 같이 무릎 관절이 움직임에 의해 지속적인 변화가 일어나게 되는데 종래의 에너지 하베스팅 장치는 이러한 무릎 관절의 움직임 전혀 고려하지 않고 제작하였기 때문에 무릎 아래 부위의 착용부가 자유롭게 움직이지 않고 관절 연결부들과 고정된 상태로 부착되어 장치와 착용자의 신체 간 차이가 커지게 되고 그로 인해 착용자의 불편함이 증가하고 장치의 효율이 떨어지는 문제점이 있었다. 이는 전체적인 장치의 안정성과 효율성을 떨어뜨렸다.Since the conventional energy harvesting apparatus is manufactured without consideration of the movement of the knee joint, the wear portion of the lower knee portion does not move freely and the knee joint is fixed with the joint portions. There is a problem in that the difference between the body of the device and the wearer becomes large, thereby increasing the inconvenience of the wearer and reducing the efficiency of the device. This has reduced the overall device stability and efficiency.

이에 반면에 본 발명이 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치는, 무릎 아래 부위에 착용하는 제2 착용부를 자유롭게 움직일 수 있도록 하여 착용성과 발전 효율을 향상시킬 수 있다. 이러한 형태는 관절 축의 변화뿐만 아니라 사람의 움직임에 따른 사람 신체의 변화(근육의 크기 및 강도 변화, 살의 밀집도 변화 등)에도 효율적으로 대처할 수 있다.On the other hand, the knee wearable energy harvesting apparatus of the present invention can improve the wearability and power generation efficiency by allowing the second wearing portion, which is worn on the lower knee portion, to move freely. This type can cope with not only the change of the joint axis but also the change of the human body according to the movement of the person (the change of the size and the intensity of the muscle, the change of density of the flesh, etc.).

살펴본 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치는 무릎 부위에 착용하는 제1 착용부와 무릎 아래에 착용하는 제2 착용부를 분리하여 제2 착용부가 지지대를 따라 선형 운동을 할 수 있도록 설계함으로써 무릎 관절의 변화를 수동적으로 따라갈 수 있게 하여 무릎에 더 강한 힘을 주어도 자연스럽게 움직이게 되어 더 많은 전력을 생산할 수 있다. 또한, 발전기를 무릎 위쪽으로 옮김에 따라 발전기 선정에 제약이 줄일 수 있다. 또한, 더 간단한 회로와 제어로 더 많은 출력을 얻을 수 있는 발전기를 장착하여 백신 캐리어를 구동하는데 필요한 높은 전력을 안정적으로 생산할 수 있다.As described above, according to the knee-wearing energy harvesting apparatus of the present invention, the first wearing portion to be worn on the knee portion and the second wearing portion to be worn under the knee are separated, and the second wearing portion performs linear motion along the supporting rods So that the knee joints can passively follow the changes of the knee joints so that even stronger knee joints move naturally and produce more power. Also, by moving the generator to the upper side of the knee, the constraint on the generator selection can be reduced. In addition, a generator capable of obtaining more output with simpler circuitry and control can be installed to stably produce the high power required to drive the vaccine carrier.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications, substitutions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. will be. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention and the accompanying drawings are intended to illustrate and not to limit the technical spirit of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments and the accompanying drawings . The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.

10:제1 착용부
11:제1 착용벨트
12:제1 버클
13:연결부
20:제2 착용부
21:제2 착용벨트
22:제2 버클
30:지지대
31:상단블록
32:하단블록
40:동력전달장치
41:제1 기어
42:제2 기어
43:제3 기어
44:제4 기어
50:발전기
51:발전기 축
60:힌지축10: first wearing portion
11: first wearing belt
12: First buckle
13: Connection
20: second wearing portion
21: second wearing belt
22: second buckle
30: Support
31: upper block
32: bottom block
40: Power transmission device
41: first gear
42: Second gear
43: Third gear
44: fourth gear
50: generator
51: generator shaft
60: Hinge shaft

Claims (10)

무릎 부위에 착용하는 제1 착용부;
상기 제1 착용부의 양측으로 연결되는 지지대;
무릎 아래 부위에 착용하는 것으로서, 상기 지지대에 결합되어 지지대를 따라 이동 가능한 제2 착용부;
상기 제1 착용부 외측에 배치되는 발전기; 및
상기 지지대와 발전기를 연결하는 동력전달장치;
를 포함하는 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치.
A first wearing part to be worn on a knee area;
A support member connected to both sides of the first wearing portion;
A second wearing part to be worn on a lower part of the knee, the second wearing part being coupled to the supporting part and movable along the supporting part;
A generator disposed outside the first wearer; And
A power transmission device for connecting the support to the generator;
Wherein the energy harvesting device is a knee-worn type energy harvesting device.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 착용부는,
무릎 부위를 감쌀 수 있도록 무릎에 부합하는 형태로 형성되면서 제1 착용벨트에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치.
The method according to claim 1,
The first wearing portion
Wherein the first energy source is connected to the knee by a first wear belt while the second energy source is connected to the knee so as to cover the knee area.
청구항 2에 있어서,
상기 제1 착용벨트에는 제1 착용벨트의 길이를 조절할 수 있는 제1 버클이 구비되는 것을 특징으로 하는 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치.
The method of claim 2,
Wherein the first wearer belt is provided with a first buckle capable of adjusting the length of the first wearer belt.
청구항 1에 있어서,
상기 제1 착용부의 저면 양측으로 하향으로 연장되는 연결부가 구비되며 상기 연결부는 힌지축에 의해 회전 가능하도록 지지대 상단과 연결되는 것을 특징으로 하는 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치.
The method according to claim 1,
And a connecting portion extending downward to both sides of the bottom surface of the first wearing portion, wherein the connecting portion is connected to an upper end of the support so as to be rotatable by a hinge shaft.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 착용부는 무릎 아래 부위를 감쌀 수 있도록 무릎 아래 부위에 부합하는 형태로 형성되면서 제2 착용벨트에 의해 연결되는 것을 특징으로 하는 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the second wearing portion is formed to conform to a region below the knee so as to cover a region below the knee, and is connected by a second wearing belt.
청구항 5에 있어서,
상기 제2 착용벨트에는 제2 착용벨트의 길이를 조절할 수 있는 제2 버클이 구비되는 것을 특징으로 하는 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치.
The method of claim 5,
Wherein the second wearer belt is provided with a second buckle capable of adjusting the length of the second wearer belt.
청구항 1에 있어서,
상기 지지대는 제2 착용부의 양측 상, 하면 부위를 관통하는 것을 특징으로 하는 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the support member passes through the upper and lower surface portions of the second wearing portion.
청구항 1에 있어서,
상기 동력전달장치는 제1 착용부의 일측에 배치되는 것을 특징으로 하는 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치.
The method according to claim 1,
Wherein the power transmission device is disposed on one side of the first wearer.
청구항 8에 있어서,
상기 동력전달장치는,
상기 지지대 상단에 연결되는 것으로서, 힌지축에 의해 제1 착용부와 연결되는 제1 기어;
상기 제1 기어와 맞물려 회전하는 제2 기어;
상기 제2 기어와 중심이 동일하며 제2 기어보다 큰 기어로서, 일면은 제2 기어와 연결되고 타면은 제1 착용부 쪽에 위치하면서 제2 기어와 함께 제1 착용부의 일측에 축설되어 제2 기어와 동시에 회전하는 제3 기어; 및
상기 발전기 축에 연결되는 기어로서, 제3 기어보다 작은 기어이고 제3 기어와 맞물려 회전하는 제4 기어;
를 포함하는 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치.
The method of claim 8,
The power transmission device includes:
A first gear connected to the upper end of the support and connected to the first wear part by a hinge shaft;
A second gear that rotates in engagement with the first gear;
And a second gear disposed on one side of the first wear part together with the second gear, the second gear being connected to the first gear and the second gear, A third gear rotating at the same time as the first gear; And
A fourth gear coupled to the generator shaft, the fourth gear being smaller than the third gear and rotating in engagement with the third gear;
Wherein the energy harvesting device is a knee-worn type energy harvesting device.
청구항 1에 있어서,
상기 지지대에는,
상기 제2 착용부가 적어도 하나 이상 결합되는 것을 특징으로 하는 무릎 착용형 에너지 하베스팅 장치.The method according to claim 1,
In the support,
Wherein at least one of the second wear parts is coupled to the second wear part.
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