KR101967215B1 - 근력 증강용 의복 및 이의 제어방법 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일실시예는 의복을 통해 팔이나 다리와 같은 신체부위에 착용될 수 있고, 형상기억합금 스프링의 수축 작용을 이용하여 근력 증강 효과를 구현할 수 있는 근력 증강용 의복 및 이의 제어방법을 제공한다. 여기서, 근력 증강용 의복은 의복본체, 열반응구동부, 제1고정부, 이동부, 제2고정부 그리고 와이어부를 포함한다. 열반응구동부는 의복본체의 내측에 마련되고 열에 반응하면서 형상이 변형되는 형상기억합금 스프링을 가진다. 제1고정부는 열반응구동부에 연결되고 의복본체에 마련되며, 의복본체가 착용되었을 때, 신체 관절의 일측의 제1신체부위를 감싸도록 마련된다. 이동부는 열반응구동부에 연결되고 의복본체의 내측에 마련되며, 형상기억합금 스프링의 변형에 따라 제1신체부위의 길이방향으로 왕복 이동된다. 제2고정부는 의복본체에 마련되고, 관절의 타측의 제2신체부위를 감싸도록 마련되며, 와이어부는 이동부 및 제2고정부를 연결한다.

Description

근력 증강용 의복 및 이의 제어방법{CLOTH FOR ENHANCING MUSCULAR STRENGHT AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}

본 발명은 근력 증강용 의복 및 이의 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 의복을 통해 팔이나 다리와 같은 신체부위에 착용될 수 있고, 형상기억합금 스프링의 수축 작용을 이용하여 근력 증강 효과를 구현할 수 있는 근력 증강용 의복 및 이의 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 산업 현장의 근로자, 하역근로자, 택배근로자 등은 무거운 중량의 물체를 반복적으로 들고 이동하는 동작을 수행하는 경우가 많다.

이러한 작업은 여러 사람의 인력이 요구되거나 현장 상황에 따라 중장비나 기중기, 도르래 등의 보조장비가 사용되어야 하는 불편이 있다. 또한, 사람이 직접 작업할 경우에는 높은 작업 강도로 인해 근로자의 피로 증가와 작업능률의 저하는 물론이고, 근골격계 손상 등의 산업재해와 관련 직종의 기피 현상에 대한 문제가 있으며, 보조장비를 사용할 경우에는 비교적 넓은 이동공간이나 설치공간이 필요하므로, 사용범위가 제한적인 문제가 있다.

이러한 문제로 인해 최근에는 모터나 유/공압 실린더 등의 액추에이터를 이용하여 추가적인 힘을 지원할 수 있는 근력보조로봇의 필요성이 대두되고 있다.

종래의 근력보조로봇은 액추에이터에 의해 동작하는 관절기구를 사람이 착용하거나 탑승하여 사용하는 것으로서, 액추에이터의 도움으로 사용자가 낼 수 있는 힘보다 훨씬 큰 힘을 낼 수 있도록 해주는 로봇을 의미한다.

대한민국 공개특허공보 제2013-0037084호에는 근력보조를 위한 외골격장치가 개시된다. 상기 문헌에 개시되는 근력보조를 위한 외골격장치는 신체의 골격에 대응하여 위치되거나, 힌지부로 결합되는 여러 종류의 프레임과, 회전 프레임이 상하방향으로 회전하도록 구동하는 모터와, 모터와 회전 프레임을 연결하는 링크가 개시된다.

한편, 종래의 근력보조로봇은 사용자의 외측에 장착되는 구성이되, 프레임이나, 각종 프레임의 구동을 위한 모터 등으로 구성되어 무게가 무겁고 딱딱하여 자연스러운 움직임이 방해될 뿐만 아니라, 착용이 불편한 문제가 있다.

따라서, 무게가 가볍고, 인체 근육과 유사한 위치에 부착되어 신체의 움직임을 방해하지 않으며, 착용이 쉬운 착용형 근력보조장치의 개발이 요구된다.

대한민국 공개특허공보 제2013-0037084호(2013.04.15. 공개)

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 의복을 통해 팔이나 다리와 같은 신체부위에 착용될 수 있고, 형상기억합금 스프링의 수축 작용을 이용하여 근력 증강 효과를 구현할 수 있는 근력 증강용 의복 및 이의 제어방법을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 의복본체; 상기 의복본체의 내측에 마련되고, 열에 반응하면서 형상이 변형되는 형상기억합금 스프링을 가지는 열반응구동부; 상기 열반응구동부의 일단부에 연결되고 상기 의복본체에 마련되며, 상기 의복본체가 착용되었을 때, 신체의 관절을 기준으로 상기 관절의 일측의 제1신체부위를 감싸도록 마련되는 제1고정부; 상기 열반응구동부의 타단부에 연결되고 상기 의복본체의 내측에 마련되며, 상기 형상기억합금 스프링의 변형에 따라 상기 관절과 상기 제1고정부의 사이에서 상기 제1신체부위의 길이방향으로 왕복 이동되는 이동부; 상기 의복본체에 마련되고, 상기 관절의 타측의 제2신체부위를 감싸도록 마련되는 제2고정부; 그리고 상기 이동부 및 상기 제2고정부를 연결하는 와이어부를 포함하는 근력 증강용 의복을 제공한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 열반응구동부는 상기 형상기억합금 스프링이 수용되고 상기 형상기억합금 스프링의 형상 변형에 대응하여 변형되며 상기 의복본체의 내부에 삽입되는 직물커버부를 더 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 직물커버부는 평행하게 마련되는 복수의 상기 형상기억합금 스프링이 내측에 수용되는 수용공간을 가지는 포켓부와, 상기 포켓부의 일단부에 형성되고, 각각의 상기 형상기억합금 스프링의 일단부가 연결되도록 내측에 제1공간을 가지는 제1안내부와, 상기 포켓부의 타단부에 형성되고, 각각의 상기 형상기억합금 스프링의 타단부가 연결되도록 내측에 제2공간을 가지는 제2안내부를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 포켓부는 이웃하는 상기 형상기억합금 스프링 간에 접촉되지 않도록 각각의 상기 형상기억합금 스프링의 사이가 부분적으로 박음질이 되어 적어도 일부분이 구획된 상태로 각각의 상기 형상기억합금 스프링을 수용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 각각의 상기 형상기억합금 스프링의 일단부는 상기 제1공간에서 서로 연결되어 상기 제1안내부의 외측으로 연장되고, 각각의 상기 형상기억합금 스프링의 타단부는 상기 제2공간에서 서로 연결되어 상기 제2안내부의 외측으로 연장되며, 각각의 상기 형상기억합금 스프링은 병렬로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 열반응구동부는 제1열반응구동부와, 상기 제1열반응구동부의 상부에 포개지는 제2열반응구동부를 포함하고, 상기 제1열반응구동부에 마련되는 각각의 제1형상기억합금 스프링은 병렬로 연결되고, 상기 제2열반응구동부에 마련되는 각각의 제2형상기억합금 스프링은 병렬로 연결되며, 상기 제1열반응구동부 및 상기 제2열반응구동부는 직렬로 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 형상기억합금 스프링의 외주면에는 이웃하는 상기 형상기억합금 스프링 간에 절연되도록 절연층이 더 피복될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 의복본체는 내피와, 외피를 가지되, 상기 외피는 상기 열반응구동부, 상기 제1고정부, 상기 이동부, 상기 제2고정부 및 상기 와이어부가 설치되는 영역이 절개되어 개방되는 개방부를 가지고, 상기 개방부에는 상기 열반응구동부, 상기 제1고정부, 상기 이동부, 상기 제2고정부 및 상기 와이어부를 덮도록 커버외피가 탈착될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 커버외피는 상기 제1고정부의 일부가 외측으로 노출되도록 형성되는 제1관통공과, 상기 제2고정부의 일부가 외측으로 노출되도록 형성되는 제2관통공을 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1고정부는 상기 제1관통공을 통해 상기 커버외피의 외측으로 노출된 상태에서 조절되어 상기 제1고정부가 상기 제1신체부위를 감싸는 힘이 조절되도록 하는 제1조절부를 가지고, 상기 제2고정부는 상기 제2관통공을 통해 상기 커버외피의 외측으로 노출된 상태에서 조절되어 상기 제2고정부가 상기 제2신체부위를 감싸는 힘이 조절되도록 하는 제2조절부를 가질 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 이동부에는 길이방향을 따라 미리 정해진 간격으로 제1연결공이 관통 형성되고, 상기 제2고정부에는 길이방향을 따라 미리 정해진 간격으로 제2연결공이 관통 형성되며, 상기 와이어부는 상기 제1연결공 및 상기 제2연결공을 통해 연결될 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 형상기억합금 스프링에 연결되어 상기 형상기억합금 스프링에 전류를 공급하는 전류드라이버부와, 상기 의복본체의 착용자의 근전도를 감지하는 근전도감지부와, 상기 형상기억합금 스프링의 변형을 감지하는 변형감지부와, 상기 근전도감지부에서 감지되는 상기 근전도 정보 및 상기 변형감지부에서 감지하는 변형 정보를 기초로 상기 전류드라이버부에서 상기 형상기억합금 스프링으로 공급하는 전류를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 의복본체에 마련되고, 상기 관절을 기준으로 상기 제1고정부로부터 멀어지는 방향의 다른 관절부위를 감싸도록 마련되는 제3고정부와, 상기 제3고정부 및 상기 제1고정부를 연결하는 추가 와이어부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 있어서, 상기 제1고정부에는 길이방향을 따라 미리 정해진 간격으로 제3연결공이 관통 형성되고, 상기 제3고정부에는 길이방향을 따라 미리 정해진 간격으로 제4연결공이 관통 형성되며, 상기 추가 와이어부는 상기 제3연결공 및 상기 제4연결공을 통해 연결될 수 있다.

한편, 상기 기술적 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예는 근력 증강용 의복의 제어방법으로서, 상기 의복본체에 마련되는 상기 근전도감지부로부터 상기 의복본체의 착용자의 근전도를 감지하는 근전도 감지 단계; 상기 제어부가 상기 근전도 정보를 기초로 상기 열반응구동부에서 출력되어야 하는 목표력을 산출하고, 상기 목표력이 출력되도록 상기 형상기억합금 스프링에 연결되는 상기 전류드라이버부에서 상기 형상기억합금 스프링에 공급하는 전류를 제어하는 제1전류 제어 단계; 상기 변형감지부가 상기 형상기억합금 스프링의 변형을 감지하는 변형 감지 단계; 그리고 상기 제어부가 상기 변형감지부에 감지되는 변형 정보를 기초로 상기 열반응구동부에서 출력되는 실행력을 계산하고, 상기 실행력과 상기 목표력을 비교하여 상기 실행력이 상기 목표력이 되도록 상기 전류드라이버부에서 상기 형상기억합금 스프링에 공급하는 전류를 제어하는 제2전류 제어 단계를 포함하는 근력 증강용 의복의 제어방법을 제공한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 신체에 밀착 고정되는 제1고정부 및 제2고정부의 사이에 열반응구동부와 와이어부가 마련됨으로써, 열반응구동부의 형상기억합금 스프링의 길이를 줄일 수 있다. 이를 통해, 형상기억합금 스프링의 제조공정 및 비용측면뿐만 아니라, 형상기억합금 스프링의 작동 구현 측면에서도 유리한 효과가 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 형상기억합금 스프링이 각각 병렬로 연결되는 열반응구동부가 다층으로 포개지도록 형성되고, 각 층별로는 직렬로 연결되도록 함으로써, 형상기억합금 스프링 간의 단락이 효과적으로 방지될 수 있다. 또한, 열반응구동부가 복수의 층으로 구성됨으로써 동일한 개수의 형상기억합금 스프링으로 구성되더라도 열반응구동부의 폭이 줄어들 수 있기 때문에, 열반응구동부에서 출력하는 힘이 집중되도록 할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1고정부 및 제2고정부의 조절부가 외피의 외측으로 노출되어 사용자가 쉽게 조절부를 작동시킬 수 있으며, 평소에는 헐렁한 상태로 입다가 필요 시에는 제1고정부 및 제2고정부의 조절부를 이용하여 각 고정부를 조일 수 있는 편의성이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 형상기억합금 스프링이 수용되는 포켓부에 박음질이 되어 각각의 형상기억합금 스프링이 용이하게 절연되도록 할 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복을 나타낸 예시도이다.
도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복의 내부가 보이게 나타낸 예시도이다.
도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복의 열반응구동부, 제1고정부, 이동부, 제2고정부 및 와이어부를 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복에서 직물커버부의 포켓부의 박음질 상태에 따른 변위를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복의 구성을 나타낸 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복의 열반응구동부의 형상기억합금 스프링의 연결예를 나타낸 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복의 열반응구동부를 나타낸 예시도이다.
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 근력 증강용 의복의 형상기억합금 스프링의 예를 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 근력 증강용 의복의 열반응구동부를 중심으로 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결(접속, 접촉, 결합)”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 “간접적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복을 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복의 내부가 보이게 나타낸 예시도이고, 도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복의 열반응구동부, 제1고정부, 이동부, 제2고정부 및 와이어부를 중심으로 나타낸 예시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복에서 직물커버부의 포켓부의 박음질 상태에 따른 변위를 나타낸 그래프이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복의 구성을 나타낸 예시도이다.

도 1 내지 도 5에서 보는 바와 같이, 근력 증강용 의복은 의복본체(100), 열반응구동부(200), 제1고정부(300), 이동부(400), 제2고정부(500) 그리고 와이어부(600)를 포함할 수 있다.

의복본체(100)는 근력 증강용 의복의 베이스를 이루는 부분으로, 본 명세서는 상의를 예로 설명하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 하의에 적용될 수도 있다. 의복본체(100)는 내피(110) 및 외피(120)를 포함할 수 있으며, 열반응구동부(200), 제1고정부(300), 이동부(400), 제2고정부(500) 그리고 와이어부(600)는 내피(110) 및 외피(120)의 사이에 마련될 수 있다. 특히, 열반응구동부(200), 제1고정부(300), 이동부(400), 제2고정부(500) 그리고 와이어부(600)는 내피(110)와 커버외피(130)의 사이에 마련될 수 있으며, 이에 대해서는 뒤에 상세히 설명한다.

열반응구동부(200)는 형상기억합금 스프링(210)을 가질 수 있다.

형상기억합금 스프링(210)은 형상기억합금 재질의 와이어가 스프링 가공을 통하여 구현될 수 있으며, 열에 반응하면서 수축 또는 이완되도록 형상이 변형될 수 있다.

형상기억합금 스프링(210)은 일방향을 따라 평행하게 복수개가 마련될 수 있으며, 각각의 형상기억합금 스프링(210)은 상기 일방향에 수직한 방향을 따라 미리 정해진 간격만큼 서로 이격되어 마련될 수 있다. 각각의 형상기억합금 스프링(210)은 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 열반응구동부(200)는 직물커버부(220)를 더 가질 수 있다.

직물커버부(220)는 내측에 형상기억합금 스프링(210)을 수용할 수 있다. 직물커버부(220)는 형상기억합금 스프링(210)의 형상 변형에 대응하여 변형될 수 있으며, 직물커버부(220)는 의복본체(100)의 내부에 삽입될 수 있다.

그리고, 직물커버부(220)는 포켓부(221), 제1안내부(224) 및 제2안내부(227)를 가질 수 있다.

포켓부(221)는 내측에 수용공간(222)을 가질 수 있으며, 수용공간(222)에는 복수의 형상기억합금 스프링(210)이 수용될 수 있다. 포켓부(221)의 수용공간(222)에서, 복수의 형상기억합금 스프링(210)은 포켓부(221)의 폭방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 마련될 수 있으며, 각각의 형상기억합금 스프링(210)은 평행하게 마련될 수 있다.

특히, 포켓부(221)에는 형상기억합금 스프링(210)의 길이방향을 따라 박음질(223)이 될 수 있다. 박음질(223)은 형상기억합금 스프링(210)의 길이방향을 따라 부분적으로 이루어질 수 있으며, 형상기억합금 스프링(210)의 길이방향에 수직한 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 마련될 수 있다. 박음질(223)에 의해 구획되는 각각의 수용공간(222)에는 형상기억합금 스프링(210)이 각각 수용될 수 있다.

이에 따라, 이웃하는 형상기억합금 스프링(210) 간에 접촉이 이루어지지 않도록 할 수 있으며, 이를 통해, 형상기억합금 스프링(210) 간에 접촉으로 인한 단락 발생이 방지될 수 있고, 형상기억합금 스프링(210)의 형상 변형 제어 시에 제어의 정확성이 높아질 수 있다.

박음질(223)은 형상기억합금 스프링(210)의 길이방향을 따라 부분적으로 이루어질 수 있으며, 이를 통해, 포켓부(221)의 수용공간(222)은 적어도 일부분이 구획된 상태로 각각의 형상기억합금 스프링(210)을 수용할 수 있다.

또한, 박음질(223)이 부분적으로 띄어져서 됨으로써, 형상기억합금 스프링(210)이 초기 상태에서 수축되는 경우, 포켓부(221)는 형상기억합금 스프링(210)의 형상 변형에 대응하여 용이하게 수축될 수 있다.

도 4에는 각각 다른 박음질(223) 사이의 간격을 가지는 포켓부의 형상 변형에 대한 실시예의 결과가 도시된다.

아래 실시예에서는, 박음질(223)의 길이(L1)를 5mm 이상, 10mm이하의 범위로 하고, 각각의 박음질(223) 사이의 간격(L2)을 조절함으로써 형상기억합금 스프링(210)의 형상 변형에 따른 포켓부(221)의 형상 변형이 측정되었다.

구체적으로 실시예1은 각각의 박음질 사이의 간격이 1mm 이하, 실시예2는 각각의 박음질 사이의 간격이 4mm 이상, 5mm 미만이며, 실시예3은 각각의 박음질 사이의 간격이 17mm 이상, 18mm 이하로 진행되었다.

도 4에서 X축은 형상기억합금 스프링이 수축되는 시간이고, Y축은 포켓부(221)의 형상 변형 정도, 즉, 포켓부(221)가 수축되는 변위를 나타낸다.

도 4를 참조하면, 실시예1에서는 형상기억합금 스프링의 형상 변형이 이루어지는 동안 가장 낮은 변위를 보였다. 즉, 형상기억합금 스프링이 수축되는 동안 포켓부가 가장 적게 수축되었다. 그리고, 실시예2에서는 실시예1 보다는 높은 변위를 보였으며, 실시예3에서는 실시예2에서보다 더 높은 변위를 보였다.

이를 통해 볼 때, 박음질(223)의 간격은 박음질(223)이 된 길이를 초과함이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 형상기억합금 스프링(210)이 계산된 만큼 수축될 수 있으며, 얻고자 하는 힘이 제공될 수 있다.

그러나, 박음질의 간격이 너무 커지면 이웃하는 형상기억합금 스프링 간에 접촉이 일어나 단락 등이 발생할 수도 있으므로, 박음질 간의 간격의 최대값은 적절하게 한정됨이 바람직하다.

포켓부(221)는 형상기억합금 스프링(210)이 최대로 늘어난 상태, 즉, 초기 상태에서 제작될 수 있으며, 따라서, 수축된 형상기억합금 스프링(210)이 초기 상태로 될 때 포켓부(221)에 의한 방해요소는 발생하지 않을 수 있다.

그리고, 제1안내부(224)는 포켓부(221)의 일단부에 형성될 수 있다. 제1안내부(224)는 내측에 제1공간(225)를 가질 수 있으며, 제1공간(225)에서는 각각의 형상기억합금 스프링(210)의 일단부가 서로 연결될 수 있다.

이를 위해, 제1공간(225)에는 제1안내부(224)의 길이방향으로 제1결합지지부(226)가 마련될 수 있다. 각각의 형상기억합금 스프링(210)의 일단부는 제1결합지지부(226)에 연결될 수 있다. 제1결합지지부(226)는 유연성을 가지는 플라스틱일 수 있다. 제1결합지지부(226)가 유연성을 가짐으로써, 제1신체부위(B)를 감쌀 수 있다.

그리고, 연결되는 각각의 형상기억합금 스프링(210)의 일단부는 제1안내부(224)를 통해 직물커버부(220)의 외측으로 연장될 수 있다.

또한, 제2안내부(227)는 포켓부(221)의 타단부에 형성될 수 있다. 제2안내부(227)는 내측에 제2공간(228)을 가질 수 있으며, 제2공간(228)에는 각각의 형상기억합금 스프링(210)의 타단부가 서로 연결될 수 있다.

이를 위해, 제2공간(228)에는 제2안내부(227)의 길이방향으로 제2결합지지부(229)가 마련될 수 있다. 각각의 형상기억합금 스프링(210)의 타단부는 제2결합지지부(229)에 연결될 수 있다. 제2결합지지부(229)는 유연성을 가지는 플라스틱일 수 있다. 제2결합지지부(229)가 유연성을 가짐으로써, 제1신체부위(B)의 형상에 대응하여 벤딩될 수 있다.

그리고, 연결되는 각각의 형상기억합금 스프링(210)의 타단부는 제2안내부(227)를 통해 직물커버부(220)의 외측으로 연장될 수 있다.

즉, 각각의 형상기억합금 스프링(210)의 일단부는 제1결합지지부(226)에 고정되어 서로 연결될 수 있으며, 각각의 형상기억합금 스프링(210)의 타단부는 제2결합지지부(229)에 고정되어 서로 연결될 수 있다. 그리고, 직물커버부(220)는 형상기억합금 스프링(210), 제1결합지지부(226) 및 제2결합지지부(229)를 덮도록 마련될 수 있다.

이러한 연결 방법을 통해 각각의 형상기억합금 스프링은 병렬로 연결될 수 있다.

그리고, 제1고정부(300)는 열반응구동부(200)의 일단부에 연결될 수 있다.

제1고정부(300)는 제1띠부재(310)를 가질 수 있다. 제1띠부재(310)는 열반응구동부(200)의 일단부에 연결될 수 있으며, 직물커버부(220)의 폭방향으로 연장되도록 마련될 수 있다.

제1띠부재(310)는 의복본체(100)에 마련될 수 있으며, 의복본체(100)가 착용자에 착용되었을 때, 신체의 관절(A)을 기준으로 관절(A)의 일측의 제1신체부위(B)를 감싸도록 마련될 수 있다. 여기서, 관절(A)은 팔꿈치일 수 있으며, 제1신체부위(B)는 상박일 수 있다.

그리고, 제1고정부(300)는 제1조절부(320)를 가질 수 있다.

제1조절부(320)는 제1조임와이어(321) 및 제1조임부(322)를 가질 수 있다.

제1조임와이어(321)는 제1띠부재(310)의 상부에 제1띠부재(310)의 길이방향으로 마련될 수 있다.

제1조임부(322)는 제1띠부재(310)의 상부에 마련될 수 있으며, 제1조임와이어(321)가 조여지거나 풀려 헐거워지도록 할 수 있다. 즉, 제1조임부(322)가 제1조임와이어(321)를 조이게 되면 제1띠부재(310)는 제1신체부위(B)를 강하게 감싸면서 제1신체부위(B)에 견고하게 고정될 수 있다.

제1띠부재(310)에는 제1조임와이어(321)가 제1띠부재(310)를 벗어나지 않도록 구속하기 위한 제1구속부(311)가 더 마련될 수 있다. 제1구속부(311)는 제1조임와이어(321)가 제1띠부재(310)의 길이방향을 따라 조여지거나 풀리도록 하되, 제1띠부재(310)의 폭 방향으로 벗어나지 않도록 제1조임와이어(321)를 구속할 수 있다.

그리고, 이동부(400)는 열반응구동부(200)의 타단부에 연결될 수 있으며, 의복본체(100)의 내측에 마련될 수 있다. 이동부(400)는 제1신체부위(B)에 위치될 수 있다.

이동부(400)는 형상기억합금 스프링(210)의 변형에 따라 관절(A)과 제1고정부(300)의 사이에서 제1신체부위(B)의 길이방향으로 왕복 이동될 수 있다.

그리고, 제2고정부(500)는 의복본체(100)에 마련될 수 있으며, 의복본체(100)가 착용자에 착용되었을 때, 신체의 관절(A)을 기준으로 관절(A)의 타측의 제2신체부위(C)를 감싸도록 마련될 수 있다. 여기서, 제2신체부위(C)는 하박일 수 있다.

제2고정부(500)는 제2띠부재(510)를 가질 수 있다. 제2띠부재(510)는 열반응구동부(200)의 타단부에 연결될 수 있으며, 직물커버부(220)의 폭방향으로 연장되도록 마련될 수 있다.

또한, 제2고정부(500)는 제2조절부(520)를 가질 수 있다.

제2조절부(520)는 제2조임와이어(521) 및 제2조임부(522)를 가질 수 있다.

제2조임와이어(521)는 제2띠부재(510)의 상부에 제2띠부재(510)의 길이방향으로 마련될 수 있다.

제2조임부(522)는 제2띠부재(510)의 상부에 마련될 수 있으며, 제2조임와이어(521)가 조여지거나 풀려 헐거워지도록 할 수 있다. 즉, 제2조임부(522)가 제2조임와이어(521)를 조이게 되면 제2띠부재(510)는 제2신체부위(C)를 강하게 감싸면서 제2신체부위(C)에 견고하게 고정될 수 있다.

제2띠부재(510)에는 제2조임와이어(521)가 제2띠부재(510)를 벗어나지 않도록 구속하기 위한 제2구속부(511)가 더 마련될 수 있다. 제2구속부(511)는 제2조임와이어(521)가 제2띠부재(510)의 길이방향을 따라 조여지거나 풀리도록 하되, 제2띠부재(510)의 폭 방향으로 벗어나지 않도록 제2조임와이어(521)를 구속할 수 있다.

그리고, 와이어부(600)는 이동부(400) 및 제2고정부(500)를 연결할 수 있다.

이를 위해, 이동부(400)에는 길이방향을 따라 미리 정해진 간격으로 제1연결공(410)이 관통 형성될 수 있다.

또한, 제2고정부(500)에는 길이방향을 따라 미리 정해진 간격으로 제2연결공(530)이 관통 형성될 수 있다. 제2연결공(530)은 제1연결공(410)에 대응되도록 형성될 수 있다.

와이어부(600)는 제1연결공(410) 및 제2연결공(530)을 통해 연결될 수 있다.

와이어부(600)는 길이가 변형이 되지 않을 수 있다.

한편, 제2고정부(500)에는 와이어부(600)가 연결되도록 하기 위해 전술한 제2연결공(530)과 같은 구멍의 형태에 한정됨이 없이 다양한 구성의 적용이 가능하다. 예를 들면, 제2고정부(500)에는 제2연결공(530) 대신에 와이어부(600)를 고정함과 동시에, 와이어부(600)의 길이를 조절할 수 있는 조절구(미도시)가 마련될 수도 있다.

와이어부(600)는 의복본체(100)의 치수별로 길이가 바뀔 수 있다.

제1고정부(300)가 제1신체부위(B)에 견고하게 고정되고, 제2고정부(500)가 제2신체부위(C)에 견고하게 고정된 상태에서, 형상기억합금 스프링(210)이 수축되면, 이동부(400)는 제1고정부(300)에 가까워지도록 이동될 수 있다. 그러면, 와이어부(600)는 길이가 변형되지 않기 때문에, 제2고정부(500)는 열반응구동부(200)의 방향으로 잡아당겨지게 된다. 그리고 이러한 동작에 반응하여 착용자의 하박은 팔꿈치를 기준으로 회전하여 상측으로 접히게 된다. 이를 통해, 착용자는 손으로 중량물을 들거나 버티는 상황에 대해 도움을 받을 수 있다.

착용자가 팔을 굽히는 동작에서 더욱 효과적으로 힘을 제공받을 수 있도록, 근력 증강용 의복을 착용했을 때, 열반응구동부(200), 제1고정부(300), 이동부(400), 제2고정부(500) 및 와이어부(600)는 팔의 안쪽에 마련되는 것이 바람직하다.

그리고, 형상기억합금 스프링(210)의 수축 변형이 해제되어 형상기억합금 스프링(210)이 초기 상태로 돌아오게 되면, 착용자는 팔을 펼 수 있게 되는데, 이러한 동작은 중력에 도움을 받을 수 있다.

도시되지는 않았으나, 근력 증강용 의복은 열반응구동부(200), 제1고정부(300), 이동부(400), 제2고정부(500) 및 와이어부(600)가 마련되는 부분의 반대측에, 즉, 착용자가 근력 증강용 의복을 착용하였을 때, 팔의 바깥쪽에 팔의 길이방향으로 평행하게 마련되는 복수의 스프링을 더 포함할 수 있다. 상기 스프링은 수축되는 탄성력을 제공하여 착용자가 팔을 펴는 동작에 도움을 줄 수 있으며, 형상기억합금 스프링(210)의 수축 시에는 늘어나면서 탄성 복원력을 제공하여 착용자의 팔이 좀 더 안정적으로 동작하도록 도울 수 있다.

또한, 본 실시예에서는 와이어부(600)가 마련되기 때문에, 형상기억합금 스프링(210)의 길이를 줄이는 효과가 있다. 즉, 제1고정부(300)는 제1신체부위(B)에 결합되고, 제2고정부(500)는 제2신체부위(C)에 결합된 상태에서 와이어부(600)가 없다면, 형상기억합금 스프링(210)이 제1고정부에서 제2고정부까지 연결되어야 하기 때문에 길이가 길어져야 한다. 또한 형상기억합금 스프링의 길이가 길면 변형하는 길이도 길어질 수 밖에 없다. 이는 형상기억합금 스프링의 제조공정 및 비용측면에서도 좋지 않고, 형상기억합금 스프링의 작동 구현 측면에서도 좋지 않다. 그러나, 본 발명은 와이어부(600)가 마련되기 때문에 형상기억합금 스프링(210)의 길이를 줄일 수 있으므로 전술한 문제가 해결될 수 있다.

한편, 의복본체(100)의 외피(120)는 열반응구동부(200), 제1고정부(300), 이동부(400), 제2고정부(500) 및 와이어부(600)가 설치되는 영역이 절개되어 개방되는 개방부(121)를 가질 수 있다. 다시 말하면, 개방부(121)는 열반응구동부(200), 제1고정부(300), 이동부(400), 제2고정부(500) 및 와이어부(600)가 설치되는 영역에서 외피가 제거된 부분일 수 있다.

그리고, 개방부(121)에는 열반응구동부(200), 제1고정부(300), 이동부(400), 제2고정부(500) 및 와이어부(600)를 덮도록 커버외피(130)가 탈착될 수 있다.

커버외피(130)가 개방부(121)에 부착되면 커버외피(130)는 자연스럽게 외피로서 기능할 수 있다. 커버외피(130) 및 개방부(121)는 지퍼, 단추, 버튼, 후크 앤드 루프 패스너 등에 의해 결합되거나 분리될 수 있다.

개방부(121)에서 커버외피(130)가 분리되면, 열반응구동부(200), 제1고정부(300), 이동부(400), 제2고정부(500) 및 와이어부(600)는 의복본체(100)로부터 용이하게 분리될 수 있다. 열반응구동부(200), 제1고정부(300), 이동부(400), 제2고정부(500) 및 와이어부(600)의 분리는 의복본체(100)의 빨래 시나, 부품 정비 및 부품 교환 시에 유용한 편의를 제공할 수 있다.

커버외피(130)는 제1관통공(131) 및 제2관통공(132)을 가질 수 있다.

제1관통공(131)으로는 제1고정부(300)의 일부가 외측으로 노출될 수 있다. 구체적으로는 제1관통공(131)으로는 제1조절부(320)의 제1조임부(322)가 관통하여 외측으로 노출될 수 있다.

평소에는 제1고정부(300)가 제1신체부위(B)를 조이지 않도록 한 상태로 의복을 착용할 수 있다. 그리고, 필요 시에는 사용자는 의복본체(100)의 외측으로 노출된 상태의 제1조임부(322)를 조절하여 제1고정부(300)가 제1신체부위(B)를 감싸는 힘이 용이하게 조절되도록 할 수 있다.

또한, 제2관통공(132)으로는 제2고정부(500)의 일부가 외측으로 노출될 수 있다. 구체적으로는 제2관통공(132)으로는 제2조절부(520)의 제2조임부(522)가 관통하여 외측으로 노출될 수 있다. 이를 통해, 사용자는 의복본체(100)의 외측으로 노출된 상태의 제2조임부(522)를 조절하여 제2고정부(500)가 제2신체부위(C)를 감싸는 힘이 용이하게 조절되도록 할 수 있다.

한편, 제1조절부는 전술한 제1조임와이어(321) 및 제2조임부(522)의 구성이 아닌 다른 구성으로 이루어질 수도 있다. 예를 들면, 제1조절부(320)는 제1띠부재(310)의 일단부에 마련되는 결합용 클립일 수도 있다. 이 경우, 결합용 클립은 제1관통공(131)을 통해 커버외피(130)의 외측으로 노출될 수 있다. 그리고, 사용자는 제1띠부재(310)의 타단부를 제1관통공(131)의 외측으로 꺼낸 상태에서 결합용 클립에 결합시켜 제1띠부재(310)가 조여지도록 할 수 있다. 이러한 예는 제2조절부(520)에도 동일하게 적용될 수 있다.

그리고, 근력 증강용 의복은 전류드라이버부(710), 근전도감지부(720), 변형감지부(730), 제어부(740) 및 전원부(750)를 포함할 수 있다.

전류드라이버부(710)는 형상기억합금 스프링(210)에 연결되어 형상기억합금 스프링(210)에 전류를 공급할 수 있다.

근전도감지부(720)는 의복본체(100)에 마련될 수 있으며, 착용자의 근전도를 감지할 수 있다. 근전도감지부(720)는 중량물의 파지, 중량물의 이동, 중량물의 지탱에 따라 착용자의 근육의 움직임(근육의 수축 또는 팽창)을 감지하는 근전도센서를 포함할 수 있다.

변형감지부(730)는 형상기억합금 스프링(210)의 변형을 감지할 수 있다. 변경감지부(730)는 제1결합지지부(226)의 변형을 더 감지할 수 있다. 변형감지부(730)는 중량물의 파지, 중량물의 이동, 중량물의 지탱에 따라 발생되는 외력에 의해 변화되는 전기저항을 감지하는 스트레인게이지를 포함할 수 있다.

제어부(740)는 근전도감지부(720)에서 감지되는 근전도 정보 및 변형감지부(730)에서 감지하는 변형 정보를 기초로 전류드라이버부(710)에서 형상기억합금 스프링(210)으로 공급하는 전류를 제어할 수 있다.

근력 증강용 의복의 동작을 살펴보면, 착용자가 팔을 굽히는 경우, 근전도감지부(720)는 팔의 굽힘 동작을 감지하여 근전도 정보를 제어부(740)로 전달할 수 있다. 제어부(740)는 근전도 정보를 기초로 착용자가 팔을 굽히려는 동작을 의도하고 있는 것으로 판단할 수 있으며, 착용자가 팔을 굽히는데 필요한 힘을 계산하여, 형상기억합금 스프링(210)의 수축력에 의해 열반응구동부(200)에서 출력되어야 하는 목표력을 산출할 수 있다.

그리고, 이에 따라, 제어부(740)는 산출된 목표력이 출력되도록 전류드라이버부(710)에서 형상기억합금 스프링(210)에 공급하는 전류를 제어할 수 있다.

또한, 제어부(740)는 변형감지부(730)에서 제공되는 형상기억합금 스프링(210)의 변형 정보를 기초로 실제로 열반응구동부(200)에서 출력되는 실행력을 계산할 수 있으며, 실행력과 목표력을 비교하여 실행력이 목표력이 되도록 전류드라이버부(710)에서 형상기억합금 스프링(210)에 공급하는 전류를 반복하여 제어할 수 있다.

전원부(750)는 전류드라이버부(710) 및 제어부(740)로 전기를 공급할 수 있으며, 제어부(740)를 통해 근전도감지부(720) 및 변형감지부(730)에도 전기가 공급될 수 있다.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복의 열반응구동부의 형상기억합금 스프링의 연결예를 나타낸 예시도이고, 도 7은 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복의 열반응구동부를 나타낸 예시도이다.

먼저, 도 6의 (a)에서 보는 바와 같이, 형상기억합금 스프링(210)은 직렬로 연결될 수 있다. 또한, 도 6의 (b)에서 보는 바와 같이, 형상기억합금 스프링(210)은 일부가 그룹(G1,G2)진 상태로 병렬로 연결되고, 각각의 그룹(G1,G2)이 직렬로 연결될 수 있다.

도 6의 (a)에서와 같이 형상기억합금 스프링(210)이 직렬로만 연결되는 경우, 포켓부(221)는 제1면적(A1)을 가질 수 있다.

반면에, 도 6의 (b)에서와 같이, 형상기억합금 스프링(210)이 병렬 및 직렬 연결이 함께 이루어지는 경우, 각각 병렬 연결된 그룹(G1,G2)은 제1면적(A1)보다 작은 제2면적을 가질 수 있으며, 각각의 그룹(G1,G2)이 서로 포개지도록 마련됨으로써, 제2면적으로 이루어지는 열반응구동부를 구현할 수 있다.

즉, 도 7에서 보는 바와 같이, 열반응구동부(200a)는 제1열반응구동부(201)와, 제1열반응구동부(201)의 상부에 포개지는 제2열반응구동부(202)를 포함할 수 있다.

이때, 제1열반응구동부(201)에 마련되는 각각의 제1형상기억합금 스프링(210a)은 병렬로 연결되고, 제2열반응구동부(202)에 마련되는 각각의 제2형상기억합금 스프링(210b)은 병렬로 연결될 수 있으며, 제1열반응구동부(201) 및 제2열반응구동부(202)는 직렬로 연결될 수 있다.

이와 같이, 열반응구동부가 다층으로 포개지도록 형성되는 경우, 형상기억합금 스프링 간의 단락이 효과적으로 방지될 수 있다. 또한, 열반응구동부(200a)에서 출력하는 힘이 효과적으로 집중되도록 할 수 있다.

즉, 열반응구동부에서 출력되는 힘의 크기를 키우려면 형상기억합금 스프링의 개수가 늘어나야 한다. 그러나, 이러한 경우 열반응구동부의 폭이 넓어지게 되며, 착용자의 팔의 안쪽에 집중하여 힘을 제공하지 못할 수 있다.

그러나, 열반응구동부를 복수의 층으로 구성하면, 동일한 개수의 형상기억합금 스프링으로 구성되더라도 열반응구동부의 폭이 줄어들 수 있으며, 이를 통해, 착용자의 팔의 안쪽에서 힘이 더욱 집중되어 발생되도록 할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 근력 증강용 의복의 형상기억합금 스프링의 예를 나타낸 예시도이다.

도 8에서 보는 바와 같이, 형상기억합금 스프링(210)의 외주면에는 절연층(215)이 더 피복될 수 있다. 절연층(215)은 절연물질이 코팅되어 마련되거나, 절연부재가 형상기억합금 스프링(210)의 외주면을 길이방향을 따라 감싸는 형태를 모두 포함할 수 있다.

형상기억합금 스프링(210)에 절연층(215)이 더 피복됨에 따라, 이웃하는 형상기억합금 스프링 간에 절연이 될 수 있다.

본 실시예에 따르면, 형상기억합금 스프링(210)에 절연층(215)이 피복되어 이웃하는 형상기억합금 스프링 간에 절연이 되기 때문에, 전술한 제1실시예의 포켓부의 구성이 생략될 수 있다.

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 근력 증강용 의복의 열반응구동부를 중심으로 나타낸 예시도이다. 본 실시예서는 제3고정부 및 이와 관련된 구성이 더 포함될 수 있으며, 다른 구성은 전술한 제1실시예와 동일하므로, 반복되는 내용은 최대한 생략한다.

도 9에서 보는 바와 같이, 근력 증강용 의복은 제3고정부(800) 및 추가 와이어부(850)를 더 포함할 수 있다.

제3고정부(800)는 의복본체(100)에 마련될 수 있으며, 관절(A)을 기준으로 제1고정부(300)로부터 멀어지는 방향의 다른 관절부위(D)를 감싸도록 마련될 수 있다. 여기서, 다른 관절부위(D)는 어깨일 수 있다.

추가 와이어부(850)는 제3고정부(800) 및 제1고정부(300)를 연결할 수 있다.

이를 위해, 제1고정부(300)에는 제3연결공(330)이 관통 형성될 수 있으며, 제3연결공(330)은 제1고정부(300)의 길이방향을 따라 미리 정해진 간격으로 형성될 수 있다.

또한, 제3고정부(800)에는 제4연결공(810)이 관통 형성될 수 있으며, 제4연결공(810)은 제3고정부(800)의 길이방향을 따라 미리 정해진 간격으로 형성될 수 있다. 제4연결공(810)은 제3연결공(330)에 대응되도록 형성될 수 있다.

추가 와이어부(850)는 제3연결공(330) 및 제4연결공(810)을 통해 연결될 수 있으며, 길이가 변형이 되지 않을 수 있다.

더하여, 제3고정부(800)에는 추가 와이어부(850)가 연결되도록 하기 위해 전술한 제4연결공(810)과 같은 구멍의 형태에 한정됨이 없이 다양한 구성의 적용이 가능하다. 예를 들면, 제3고정부(800)에는 제4연결공(810) 대신에 추가 와이어부(850)를 고정함과 동시에, 추가 와이어부(850)의 길이를 조절할 수 있는 조절구(미도시)가 마련될 수도 있다.

또한, 제3고정부(800)에는 제3고정부(800)가 다른 관절부위(D)를 조여 고정될 수 있도록 하는 조절부를 가질 수 있다.

한편, 이상에서는 근력 증강용 의복이 상의인 경우로 설명하였으나, 근력 증강용 의복은 하의에 적용될 수도 있음은 물론이다. 이 경우, 관절은 무릎관절이 될 수 있으며, 제1신체부위는 허벅지, 제2신체부위는 종아리, 그리고 다른 관절부위는 엉덩이를 포함하는 고관절 근처 부위가 될 수 있다. 또는, 관절은 발목관절이 될 수 있으며, 제1신체부위는 종아리, 제2신체부위는 발, 그리고 다른 관절부위는 무릎관절이 될 수도 있다. 그리고, 열반응구동부(200), 제1고정부(300), 이동부(400), 제2고정부(500), 와이어부(600), 제3고정부(800) 및 추가 와이어부(850)는 하체에서 관절이 접히는 방향으로의 힘이 증강되도록 도울 수 있는 적절한 부위에 마련될 수 있다.

이하에서는 근력 증강용 의복의 제어방법에 대해서 설명한다.

도 10은 본 발명의 제1실시예에 따른 근력 증강용 의복의 제어방법을 나타낸 흐름도이다.

도 10에서 보는 바와 같이, 근력 증강용 의복의 제어방법은 근전도 감지 단계(S910), 제1전류 제어 단계(S920), 변형 감지 단계(S930) 그리고 제2전류 제어 단계(S940)를 포함할 수 있다.

근전도 감지 단계(S910)에서는 의복본체에 마련되는 근전도감지부가 의복본체를 착용한 착용자의 근전도를 감지할 수 있다. 근전도감지부는 중량물의 파지, 중량물의 이동, 중량물의 지탱에 따라 착용자의 근육의 움직임(근육의 수축 또는 팽창)을 감지할 수 있다.

제1전류 제어 단계(S920)에서 제어부는 근전도 정보를 기초로 착용자의 행동 의도를 예측할 수 있으며, 이에 따라, 착용자의 동작을 지원하기 위해 열반응구동부에서 출력되어야 하는 목표력을 산출할 수 있다. 그리고, 제어부는 산출된 목표력이 출력되도록 형상기억합금 스프링에 연결되는 전류드라이버부에서 형상기억합금 스프링에 공급하는 전류를 제어할 수 있다.

변형 감지 단계(S930)에서는 변형감지부가 형상기억합금 스프링의 변형을 감지할 수 있다.

제2전류 제어 단계(S940)에서 제어부는 변형감지부에 감지되어 전달되는 변형 정보를 기초로 열반응구동부에서 실제로 출력되는 실행력을 계산할 수 있다. 그리고 제어부는 실제로 출력되는 실행력과 목표력을 비교하여 실행력이 목표력이 되도록 전류드라이버부에서 형상기억합금 스프링에 공급하는 전류를 제어할 수 있다.

제2전류 제어 단계(S940)에서도 근전도감지부로부터 감지되는 착용자의 근전도 정보는 계속해서 제어부로 제공될 수 있다. 제어부는 실시간으로 전달되는 근전도 정보를 기초로 목표력을 수정할 수 있으며, 이렇게 수정되는 목표력과 실시간으로 전달되는 형상기억합금 스프링의 변형 정보를 기초로 계산되는 실행력을 비교하여 형상기억합금 스프링에 공급하는 전류를 제어할 수 있다. 이를 통해, 착용자가 행하는 동작에 적절한 크기의 힘이 지속적으로 지원되도록 할 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 의복본체 110: 내피
130: 커버외피 200,200a: 열반응구동부
210,210a,210b: 형상기억합금 스프링 215: 절연층
220: 직물커버부 221: 포켓부
223: 박음질 224: 제1안내부
226: 제1결합지지부 227: 제2안내부
229: 제2결합지지부 300: 제1고정부
320: 제1조절부 400: 이동부
500: 제2고정부 520: 제2조절부
600: 와이어부 710: 전류드라이버부
720: 근전도감지부 730: 변형감지부
740: 제어부 750: 전원부
800: 제3고정부 850: 추가 와이어부

Claims (15)

1. 의복본체;
   상기 의복본체의 내측에 마련되고, 열에 반응하면서 형상이 변형되는 형상기억합금 스프링을 가지는 열반응구동부;
   상기 열반응구동부의 일단부에 연결되고 상기 의복본체에 마련되며, 상기 의복본체가 착용되었을 때, 신체의 관절을 기준으로 상기 관절의 일측의 제1신체부위를 감싸도록 마련되는 제1고정부;
   상기 열반응구동부의 타단부에 연결되고 상기 의복본체의 내측에 마련되며, 상기 형상기억합금 스프링의 변형에 따라 상기 관절과 상기 제1고정부의 사이에서 상기 제1신체부위의 길이방향으로 왕복 이동되는 이동부;
   상기 의복본체에 마련되고, 상기 관절의 타측의 제2신체부위를 감싸도록 마련되는 제2고정부; 그리고
   상기 이동부 및 상기 제2고정부를 연결하는 와이어부를 포함하는 근력 증강용 의복.
2. 제1항에 있어서,
   상기 열반응구동부는 상기 형상기억합금 스프링이 수용되고 상기 형상기억합금 스프링의 형상 변형에 대응하여 변형되며 상기 의복본체의 내부에 삽입되는 직물커버부를 더 가지는 것을 특징으로 하는 근력 증강용 의복.
3. 제2항에 있어서,
   상기 직물커버부는
   평행하게 마련되는 복수의 상기 형상기억합금 스프링이 내측에 수용되는 수용공간을 가지는 포켓부와,
   상기 포켓부의 일단부에 형성되고, 각각의 상기 형상기억합금 스프링의 일단부가 연결되도록 내측에 제1공간을 가지는 제1안내부와,
   상기 포켓부의 타단부에 형성되고, 각각의 상기 형상기억합금 스프링의 타단부가 연결되도록 내측에 제2공간을 가지는 제2안내부를 가지는 것을 특징으로 하는 근력 증강용 의복.
4. 제3항에 있어서,
   상기 포켓부는 이웃하는 상기 형상기억합금 스프링 간에 접촉되지 않도록 각각의 상기 형상기억합금 스프링의 사이가 부분적으로 박음질이 되어 적어도 일부분이 구획된 상태로 각각의 상기 형상기억합금 스프링을 수용하는 것을 특징으로 하는 근력 증강용 의복.
5. 제3항에 있어서,
   각각의 상기 형상기억합금 스프링의 일단부는 상기 제1공간에서 서로 연결되어 상기 제1안내부의 외측으로 연장되고,
   각각의 상기 형상기억합금 스프링의 타단부는 상기 제2공간에서 서로 연결되어 상기 제2안내부의 외측으로 연장되며,
   각각의 상기 형상기억합금 스프링은 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 근력 증강용 의복.
6. 제5항에 있어서,
   상기 열반응구동부는 제1열반응구동부와, 상기 제1열반응구동부의 상부에 포개지는 제2열반응구동부를 포함하고,
   상기 제1열반응구동부에 마련되는 각각의 제1형상기억합금 스프링은 병렬로 연결되고, 상기 제2열반응구동부에 마련되는 각각의 제2형상기억합금 스프링은 병렬로 연결되며,
   상기 제1열반응구동부 및 상기 제2열반응구동부는 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 근력 증강용 의복.
7. 제1항에 있어서,
   상기 형상기억합금 스프링의 외주면에는 이웃하는 상기 형상기억합금 스프링 간에 절연되도록 절연층이 더 피복되는 것을 특징으로 하는 근력 증강용 의복.
8. 제1항에 있어서,
   상기 의복본체는 내피와, 외피를 가지되,
   상기 외피는 상기 열반응구동부, 상기 제1고정부, 상기 이동부, 상기 제2고정부 및 상기 와이어부가 설치되는 영역이 절개되어 개방되는 개방부를 가지고,
   상기 개방부에는 상기 열반응구동부, 상기 제1고정부, 상기 이동부, 상기 제2고정부 및 상기 와이어부를 덮도록 커버외피가 탈착되는 것을 특징으로 하는 근력 증강용 의복.
9. 제8항에 있어서,
   상기 커버외피는
   상기 제1고정부의 일부가 외측으로 노출되도록 형성되는 제1관통공과,
   상기 제2고정부의 일부가 외측으로 노출되도록 형성되는 제2관통공을 가지는 것을 특징으로 하는 근력 증강용 의복.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제1고정부는 상기 제1관통공을 통해 상기 커버외피의 외측으로 노출된 상태에서 조절되어 상기 제1고정부가 상기 제1신체부위를 감싸는 힘이 조절되도록 하는 제1조절부를 가지고,
    상기 제2고정부는 상기 제2관통공을 통해 상기 커버외피의 외측으로 노출된 상태에서 조절되어 상기 제2고정부가 상기 제2신체부위를 감싸는 힘이 조절되도록 하는 제2조절부를 가지는 것을 특징으로 하는 근력 증강용 의복.
11. 제1항에 있어서,
    상기 이동부에는 길이방향을 따라 미리 정해진 간격으로 제1연결공이 관통 형성되고,
    상기 제2고정부에는 길이방향을 따라 미리 정해진 간격으로 제2연결공이 관통 형성되며,
    상기 와이어부는 상기 제1연결공 및 상기 제2연결공을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 근력 증강용 의복.
12. 제1항에 있어서,
    상기 형상기억합금 스프링에 연결되어 상기 형상기억합금 스프링에 전류를 공급하는 전류드라이버부와,
    상기 의복본체의 착용자의 근전도를 감지하는 근전도감지부와,
    상기 형상기억합금 스프링의 변형을 감지하는 변형감지부와,
    상기 근전도감지부에서 감지되는 상기 근전도 정보 및 상기 변형감지부에서 감지하는 변형 정보를 기초로 상기 전류드라이버부에서 상기 형상기억합금 스프링으로 공급하는 전류를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 근력 증강용 의복.
13. 제1항에 있어서,
    상기 의복본체에 마련되고, 상기 관절을 기준으로 상기 제1고정부로부터 멀어지는 방향의 다른 관절부위를 감싸도록 마련되는 제3고정부와,
    상기 제3고정부 및 상기 제1고정부를 연결하는 추가 와이어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 근력 증강용 의복.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제1고정부에는 길이방향을 따라 미리 정해진 간격으로 제3연결공이 관통 형성되고,
    상기 제3고정부에는 길이방향을 따라 미리 정해진 간격으로 제4연결공이 관통 형성되며,
    상기 추가 와이어부는 상기 제3연결공 및 상기 제4연결공을 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 근력 증강용 의복.
15. 제12항에 기재된 근력 증강용 의복의 제어방법으로서,
    상기 의복본체에 마련되는 상기 근전도감지부로부터 상기 의복본체의 착용자의 근전도를 감지하는 근전도 감지 단계;
    상기 제어부가 상기 근전도 정보를 기초로 상기 열반응구동부에서 출력되어야 하는 목표력을 산출하고, 상기 목표력이 출력되도록 상기 형상기억합금 스프링에 연결되는 상기 전류드라이버부에서 상기 형상기억합금 스프링에 공급하는 전류를 제어하는 제1전류 제어 단계;
    상기 변형감지부가 상기 형상기억합금 스프링의 변형을 감지하는 변형 감지 단계; 그리고
    상기 제어부가 상기 변형감지부에 감지되는 변형 정보를 기초로 상기 열반응구동부에서 출력되는 실행력을 계산하고, 상기 실행력과 상기 목표력을 비교하여 상기 실행력이 상기 목표력이 되도록 상기 전류드라이버부에서 상기 형상기억합금 스프링에 공급하는 전류를 제어하는 제2전류 제어 단계를 포함하는 근력 증강용 의복의 제어방법.

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