KR102040673B1 - 다리 관절 보조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 관절 보조장치에 관한 것으로, 특히 사용자의 다리 관절에 착용시다리 관절을 원하는 각도로 사용할 수 있도록 보조 또는 힘 증강을 보조하는 다리 관절 보조장치에 관한 것이다. 구성은 사람의 다리 관절과 유사한 메커니즘으로 대퇴부 측에 위치하는 상부 프레임과 종아리부 측에 위치하는 하부 프레임으로 구성되는 프레임과, 상기 상부 프레임과 하부 프레임 사이에 결합되어 상부 프레임과 하부 프레임의 움직임을 원활하게 지지 하도록 회전동작하는 관절부와, 상기 상부 프레임과 관절부 및 하부 프레임을 통해 결합되어 관절 동작을 보조하거나 또는 힘(토크)을 증강할 수 있도록 하는 보조수단을 포함하여 이루어지는 다리 관절 보조장치에 있어서, 상기 관절부는 상부 프레임과 하부 프레임 사이에 결합되는 한쌍의 고정 브래킷과 상기 고정 브래킷의 사이에 결합 되는 유동 브래킷 및 상기 고정 브래킷과 유동 브래킷을 통해 회전 동작 가능하도록 결합 되는 관절체로 구성되고, 상기 보조수단은 상부 프레임과 관절부 및 하부 프레임을 통해 결합되어 관절 동작을 보조하거나 또는 힘(토크)을 증가시킬 수 있도록 단동 다단 실린더로 이루어지는 선형 구동기와 슬라이더 및 서브링크로 구성되며, 상기 상부 프레임과 하부 프레임의 일 측에는 보조수단 구동기가 부가 형성되며, 상기 보조수단 구동기는 유압시스템으로서 동력원인 모터와, 상기 모터에 의해 공급되는 기계적 에너지를 유압 시스템 작동유의 압력 에너지로 변환시켜 공급하는 유압펌프(hydraulic pump)와, 공급된 작동유를 오일탱크로 되돌리도록 하는 밸브(valve) 및 작동유의 압력을 검출하고, 계측이나 제어에 사용하기 쉬운 전기 신호로 변환하는 압력 센서(pressure sensor)를 포함하여 이루어지며, 상기 프레임의 일 측에는 지주를 구비하고 상기 지주에 레일을 형성하며 상기 레일에는 수직 슬라이더를 결합하여 상, 하로 이동가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

Description

다리 관절 보조장치{Assist apparatus for leg joints}

본 발명은 관절 보조장치에 관한 것으로, 특히 사용자의 다리 관절에 착용시다리 관절을 원하는 각도로 사용할 수 있도록 보조 또는 힘 증강을 보조하는 다리 관절 보조장치에 관한 것이다.

일반적으로 자신의 근력만으로 다리의 움직임이 자유롭지 못한 사람이나 근력을 증폭시키기 위해 사용되는 관절 보조장치는 인체와 유사한 관절 작용을 수행하는 링크들이 유기적으로 결합되어 인체에 착용될 수 있는 형상으로 제작된다.

이러한 관절 보조장치는 사용자의 상체 또는 하체에 착용되어 근력이나 관절 동작을 보조하는 장치(옷처럼 몸에 착용하고 동작 의도에 따라 근력을 증폭시켜 능력을 더해주는 장치.)로 사용된다.

그러나 종래의 다리 관절 보조장치는 선형 구동기의 위치가 고정되어 관절의 굽힘 사이 각도가 작아(앉은 자세) 관절 보조장치가 지원해 줄 수 있는 회전력이 급격히 낮아지는 문제점이 있었다.

또, 종래에는 선형 구동기의 길이에 의해 관절작동 전구간 내에 배치하기가 어려운 문제점이 있다.

뿐 아니라, 유압시스템의 경우 금속 오일탱크의 사용으로 무게가 무거우며 기울어졌을 경우 누유가 발생하는 문제점이 있다.

등록특허 제10-1486808호

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 관절의 굽힘 사이 각도가 작아져도 힘들이지 않고 관절을 보조하거나 또는 힘을 증강토록 하는 다리 관절 보조장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 사람의 다리 관절과 유사한 메커니즘으로 대퇴부 측에 위치하는 상부 프레임과 종아리부 측에 위치하는 하부 프레임으로 구성되는 프레임과, 상기 상부 프레임과 하부 프레임 사이에 결합되어 상부 프레임과 하부 프레임의 움직임을 원활하게 지지 하도록 회전동작하는 관절부와, 상기 상부 프레임과 관절부 및 하부 프레임을 통해 결합되어 관절 동작을 보조하거나 또는 힘(토크)을 증강할 수 있도록 하는 보조수단을 포함하여 이루어지는 다리 관절 보조장치에 있어서, 상기 관절부는 상부 프레임과 하부 프레임 사이에 결합되는 한쌍의 고정 브래킷과 상기 고정 브래킷의 사이에 결합 되는 유동 브래킷 및 상기 고정 브래킷과 유동 브래킷을 통해 회전 동작 가능하도록 결합 되는 관절체로 구성되고, 상기 보조수단은 상부 프레임과 관절부 및 하부 프레임을 통해 결합되어 관절 동작을 보조하거나 또는 힘(토크)을 증가시킬 수 있도록 단동 다단 실린더로 이루어지는 선형 구동기와 슬라이더 및 서브링크로 구성되며, 상기 상부 프레임과 하부 프레임의 일 측에는 보조수단 구동기가 부가 형성되며, 상기 보조수단 구동기는 유압시스템으로서 동력원인 모터와, 상기 모터에 의해 공급되는 기계적 에너지를 유압 시스템 작동유의 압력 에너지로 변환시켜 공급하는 유압펌프(hydraulic pump)와, 공급된 작동유를 오일탱크로 되돌리도록 하는 밸브(valve) 및 작동유의 압력을 검출하고, 계측이나 제어에 사용하기 쉬운 전기 신호로 변환하는 압력 센서(pressure sensor)를 포함하여 이루어지며, 상기 프레임의 일 측에는 지주를 구비하고 상기 지주에 레일을 형성하며 상기 레일에는 수직 슬라이더를 결합하여 상, 하로 이동가능하도록 하는 것을 특징으로 한다.

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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 선형 구동기를 갖는 다리 관절 보조장치에서 관절 사이의 각도가 작아져도 힘을 증강시킬 수 있는 효과가 있다.

또, 본 발명은 관절 사이 각도가 낮을 때 큰 힘을 내고, 높은 각도에서는 빠른 동작이 가능케 하여 사용자의 무릎 관절 동작을 저항감 없이 이루도록 하는 효과가 있다.

특히 유압시스템을 구성하는 오일탱크의 경량화를 이루고, 누유를 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다리 관절 보조장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 정면도이다.
도 3은 도 1의 배면도이다.
도 4는 도 1의 좌측면도이다.
도 5는 도 1의 우측면도이다.
도 6은 도 1의 평면도이다.
도 7은 도 6의 A-A선 단면도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 다리 관절 보조장치를 다른 방향에서 도시한 사시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 다리 관절 보조장치를 완전히 펼친 상태를 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 다리 관절 보조장치를 중간 정도 접은 상태를 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 다리 관절 보조장치를 완전히 접은 상태를 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 다리 관절 보조장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 구체적으로 설명한다.

여기서, 하기의 모든 도면에서 동일한 기능을 갖는 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 반복적인 설명은 생략하며, 아울러 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 것으로서, 이것은 고유의 통용되는 의미로 해석되어야 함을 명시한다.

도 1 내지, 도 11에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 다리 관절 보조장치(100)는 프레임(110)과, 관절부(120)와, 보조수단(130)으로 대별되어 이루어진다.

상기 프레임(110)은 사람의 다리 관절과 유사한 메커니즘으로 대퇴부 측에 위치하는 상부 프레임(111)과 종아리부 측에 위치하는 하부 프레임(112)으로 구성된다.

상기 상부 프레임(111)은 상단에 결합을 위한 결합 홈(미도시)이 형성되고, 상기 결합 홈의 하부 일 측으로는 체결구멍(미도시)을 형성한 체결부(111a)가 돌출 형성되며, 하단에도 결합을 위한 결합 홈(미도시)이 형성된다.

또, 상기 하부 프레임(112)은 상단에 결합을 위한 결합 홈(미도시)이 형성되고, 하단에도 결합을 위한 결합 홈(미도시)이 형성된다.

그리고, 상기 하부 프레임(112)의 일 측면에는 이동을 위한 레일(112a)이 길이 방향으로 형성된다.

상기 관절부(120)는 상기 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112) 사이에 결합되도록 결합 홈(미도시)을 갖는 한쌍의 고정 브래킷(121)과 상기 고정 브래킷(121)의 사이에 결합 되는 유동 브래킷(122) 및 상기 고정 브래킷(121)과 유동 브래킷(122)을 통해 회전 동작 가능하도록 결합 되는 관절체(123)로 구성된다.

여기서, 상기 관절체(123)는 상호 치(齒) 결합 되는 한 쌍의 기어로 이루어지는 것이 바람직하다.

이와 같은 구성의 상기 관절부(120)는 추후 설명할 상기 보조수단(130)의 동작시 관절체(123)가 상호 회전동작하면서 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112)의 움직임을 원활하게 지지 한다.

상기 보조수단(130)은 상부 프레임(111)과 관절부(120) 및 하부 프레임(112)을 통해 결합되어 관절 동작을 보조하거나 또는 힘(토크)을 증가시킬 수 있도록 선형 구동기(131)와 슬라이더(132) 및 서브링크(133)로 구성된다.

여기서, 상기 선형 구동기(131)는 일단이 상기 상부 프레임(111)의 체결부(111a)를 통해 회전 가능하도록 결합 되고 타 일단은 상기 슬라이더(132)의 일 측에 회전 가능하도록 결합 되어 힘(토크) 증가와 빠른 동작을 이루도록 한다.

또, 상기 선형 구동기(131)는 힘(토크) 증가와 빠른 동작을 이루도록 단동 다단 실린더로 이루어지는 것이 바람직하다.

이를 좀 더 구체적으로 설명하면, 상기 선형 구동기(131)를 단동 다단 실린더로 형성함에 따라 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112)이 관절체(123)를 기준으로 사이 각도가 좁아져(낮은) 있는 경우, 큰 힘(토크)을 내도록 하고 사이 각도가 넓어져(높은) 있는 경우, 빠른 움직임을 이루도록 한다.

예컨대, 관절 보조장치를 착용한 사용자가 앉은 상태이거나 다리가 굽혀진 상태에서는 상기 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112)이 관절체(123)를 기준으로 사이 각도가 좁아져(낮은) 있기 때문에 일어서기 위해서는 큰 힘이 요구된다.

그러므로, 상기 다단 실린더로 이루어진 선형 구동기(131)의 단면적이 큰(넓은) 예컨대, 1단 피스톤이 신장되도록 하여 큰 힘을 내도록 함으로써 관절 보조장치 사용자는 작은 힘으로도 쉽게 일어설 수 있다.

그리고 사용자가 앉은 상태이거나 다리가 굽혀진 상태에서 어느 정도 일어나(기립)게 되면 상기 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112)이 관절체(123)를 기준으로 사이 각도가 넓어지기(높은) 때문에 큰 힘 보다는 신속한 움직임이 요구된다.

그러므로, 상기 다단 실린더로 이루어진 선형 구동기(131)의 단면적이 작은(좁은) 예컨대, 2단 피스톤이 신장되도록 하여 신속한 움직임이 이루어지도록 함으로써 관절 보조장치 사용자는 빠른 움직임을 구현할 수 있다.

또, 상기 슬라이더(132)는 밑면이 상기 하부 프레임(112)의 레일(112a)을 통해 이동가능하도록 결합 되고 상단 부분은 상기 선형 구동기(131)의 하단과 결합 된다.

그리고 상기 서브링크(133)는 일단이 상기 상부 프레임(111)의 하단에 결합 되는 고정 브래킷(121)을 통해 회전 가능하도록 결합 되고 타 단은 상기 선형 구동기(131)의 하단과 슬라이더(132)의 상단 부분이 결합 된 부분을 통해 회전 가능하도록 결합 된다.

이와 같은 구성의 슬라이더(132)와 서브링크(133)는 상기 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112)의 접힘 동작 또는 펼침 동작시 상기 선형 구동기(131)의 위치변경을 쉽고 원활하게 함으로써 회전력 증강을 이루도록 한다.

즉, 상기 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112)의 접힘 동작시 상기 슬라이더(132)는 레일(112a)을 따라 관절부(120) 쪽으로 이동하면서 상기 선형 구동기(131)의 하단 위치를 쉽고 원활하게 변경시키면서 회전력을 증강토록 한다.

이때, 상기 서브링크(133)도 양단을 기준으로 회전 유동하면서 선형 구동기(131)와 프레임(110) 사이 간격을 확보함과 동시에 회전력 증강을 보조하게 된다.

반대로, 상기 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112)의 펼침 동작시 상기 슬라이더(132)는 레일(112a)을 따라 관절부(120)의 반대쪽으로 이동하면서 상기 선형 구동기(131)의 하단 위치를 쉽고 원활하게 변경시키면서 회전력을 증강토록 한다.

이때, 상기 서브링크(133)도 양단을 기준으로 회전 유동하면서 선형 구동기(131)와 프레임(110) 사이 간격을 확보함과 동시에 회전력 증강을 보조하게 된다.

또한, 본 발명은 상기 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112)의 일 측에 보조수단 구동기(140)를 부가 형성하고, 선형 구동기(131)가 보조수단 구동기(140)를 통해 유압력을 공급 받도록 연결되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112)의 일 측에 보조수단 구동기(140)를 더 구비하고, 상기 보조수단 구동기(140)를 통해 선형 구동기(131)가 유압력을 공급 받도록 한다.

여기서, 상기 보조수단 구동기(140)는 유압시스템으로서 동력원인 모터(141)와, 상기 모터(141)에 의해 공급되는 기계적 에너지를 유압 시스템 작동유의 압력 에너지로 변환시켜 공급하는 유압펌프(hydraulic pump)(142)와, 공급된 작동유를 오일탱크(145)로 되돌리도록 하는 밸브(valve)(143) 및 작동유의 압력을 검출하고, 계측이나 제어에 사용하기 쉬운 전기 신호로 변환하여 전송하는 소자를 말하며, 넓은 뜻으로는 압력 변환기와 같은 의미로 쓰이는 압력 센서(pressure sensor)(144)를 포함하여 이루어진다.

상기 유압펌프(142)는 작동유가 저장되어 있는 오일탱크(145)에 연결되어 오일 탱크(145)에 저장된 작동유를 가압할 수 있도록 형성되며, 상기 모터(141)에 의해 작동되는 것이 바람직하다.

즉, 상기 모터(141)와 유압펌프(142)는 작동유를 가압하여 선형 구동기(131)로 공급하는 역할을 한다.

여기서, 상기 오일탱크(145)는 무게를 줄이고 누유 방지를 위해 주머니 형태의 고무로 형성하는 것이 바람직하다.

이와 같이, 상기 오일탱크(145)를 고무로 형성함과 동시에 주머니 형태로 구성함에 따라 기울어지거나 빠른 속력으로 회수되더라도 누유가 발생되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 상기 유압펌프(142)는 모터(141)에 연결되어 단 방향으로 작동하는 유압 펌프일 수 있다.

또, 상기 밸브(143)는 선형 구동기(131)와 유압펌프(142)를 연결하는 유압라인(146)과 연결되도록 설치된다.

여기서, 상기 밸브(143)는 작동유가 선형 구동기(131)로 흐르는 것은 허용하고 반대로 흐르는 것은 차단하는 체크 밸브인 것이 바람직하다.

상기 밸브(143)가 개방되는 경우, 선형 구동기(131)에 공급되는 작동유가 밸브(143)를 통과하여 오일탱크(145)로 배출되면서 압력이 감소되거나 해소된다.

상기 밸브(143)는 제어부(미도시)의 제어 신호에 의해 작동이 제어되는 것으로서, 예컨대, 릴리프 밸브, 온/오프(on/off) 밸브 등과 같은 유량을 제어할 수 있는 임의의 밸브일 수 있다.

또한, 상기 압력센서(144)는 선형 구동기(131)로 작동유를 공급하는 유압라인(146)에 설치될 수 있으며, 선형 구동기(131)에 작용하는 작동유의 압력을 검출하여 해당하는 신호를 출력한다.

여기서, 작동유의 압력 검출에 따른 신호 프로세서는 압력센서(144)의 출력 신호를 처리하여 제어부(미도시)로 전송한다.

상기 제어부는 압력센서(144)에 의해 검출된 작동유의 압력을 관절 보조장치 착용자의 동작 상태 등 여러 파라미터를 기초로 밸브(143)와 모터(141)를 제어하기 위한 제어 신호를 생성하여 이를 밸브 컨트롤러(미도시)와 모터 컨트롤러(미도시)로 제어 신호를 출력한다.

이와 같은 유압시스템의 구성은 통상적으로 실시되는 것으로서, 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

이하, 본 발명에 따른 프레임(110)과, 관절부(120) 및 보조수단(130)의 조립 관계를 설명한다.

먼저, 상기 프레임(110)의 상부 프레임(111)의 하단부분과 하부 프레임(112)의 상단부분에 한쌍의 고정 브래킷(121)을 결합하고, 상기 각 고정 브래킷(121)의 일단 내측에 한쌍의 기어로 이루어지는 관절체(123)를 결합한다.

그리고 상기 각 고정 브래킷(121)의 사이에 유동 브래킷(122)을 회전가능하도록 결합한다.

또, 상기 상부 프레임(111)의 체결부(111a)에는 선형 구동기(131)의 일단(상단)을 회전 가능하도록 결합한다.

상기 하부 프레임(112)의 레일(112a)을 통해 슬라이더(132)가 이동 가능하도록 결합하고 상기 슬라이더(132)의 상단 부분으로 선형 구동기(131)의 하단이 회전 가능하도록 결합한다.

그리고 상기 서브링크(133)는 일단이 상기 상부 프레임(111)의 하단에 결합 되는 고정 브래킷(121)을 통해 회전 가능하도록 결합 되고 타 단은 상기 선형 구동기(131)의 하단과 슬라이더(132)의 상단 부분이 결합 된 부분을 통해 회전 가능하도록 결합한다.

한편, 본 발명은 사용자의 하체를 대신하기 위해 프레임(110)의 일 측에 지주(151)를 구비하고, 상기 지주(151)에 레일(152)을 형성하며, 상기 레일(152)에 수직 슬라이더(153)를 결합하여 상, 하로 이동가능하도록 하는 것이 바람직하다.

즉, 본 발명에 따른 관절 보조장치(100)를 사용자가 착용할 수 있는 하체와 유사하게 지주(151)를 구비하고 상기 레일(152)과 수직 슬라이더(153)는 관절 움직임에 대응할 수 있도록 한 것이다.

그리고 상기 상부 프레임(111)의 상단은 수직 슬라이더(153)에 회전 가능하게 결합되고, 상기 하부 프레임(112)의 하단은 바닥 브래킷(154)을 통해 회전 가능하게 결합된다.

따라서, 상기 수직 슬라이더(153)를 승, 하강 시킴에 따라 슬라이더(153)의 동작에 연동하여 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112) 및 관절부(130)가 회전 동작하면서 사용자가 서거나 또는 앉은 자세를 취하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 동작 상태를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 관절 보조장치를 착용한 사용자가 앉는 동작을 수행하거나 상기 수직 슬라이더(153)를 하강시키는 경우, 수직 슬라이더(153)는 지주(151)에 형성된 레일(152)을 따라 하강하게 된다.

이때, 별도의 제어부(미도시)는 유압펌프(142)를 작동시키지 않고 밸브(143)는 개방되도록 제어 신호를 출력한다.

이와 동시에, 상기 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112)은 관절부(130)를 중심으로 회전하면서 접히게 된다.

이에 따라, 상기 선형 구동기(131)의 피스톤이 수축 동작하면서 공급되었던 작동유를 유압라인(146)과 밸브(143)를 통해서 오일탱크(145)로 배출시키게 되고 사용자는 쉽게 앉는 동작을 수행할 수 있게 된다.

또, 본 발명에 따른 관절 보조장치(100)를 착용한 착용자가 일어서는(기립) 동작을 수행하거나, 상기 수직 슬라이더(153)를 상승(승강)시키는 경우, 수직 슬라이더(153)는 지주(151)에 형성된 레일(152)을 따라 상승(승강)하게 된다.

이때, 별도의 제어부(미도시)는 모터(141) 및 유압펌프(142)를 작동시켜 오일탱크(145)에 저장되어 있는 작동유를 가압하도록 한다.

이에 따라, 상기 작동유는 밸브(143)와 유압라인(146)을 통과하여 선형 구동기(131)로 공급된다.

그리고 상기 선형 구동기(131)로 작동유가 공급됨에 따라 단면적이 큰(넓은) 1단 피스톤이 먼저 신장하여 큰 힘을 내게 되므로 사용자는 쉽게 일어설 수 있다.

이때, 상기 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112)은 관절부(130)를 중심으로 회전하면서 펼쳐지게 된다.

계속해서, 사용자가 어느 정도 일어나(기립)게 되면 상기 상부 프레임(111)과 하부 프레임(112)이 관절체(123)를 기준으로 사이 각도가 넓어지기(높은) 때문에 큰 힘 보다는 신속한 움직임이 요구된다.

그리고 상기 다단 실린더로 이루어진 선형 구동기(131)의 단면적이 작은(좁은) 2단 피스톤이 신장하여 신속한 움직임이 이루어지도록 하므로 사용자는 보다 빠른 움직임을 구현할 수 있다.

이와 같이, 가압된 작동유가 선형 구동기(131)로 공급됨으로써, 관절 보조장치(100)를 착용하는 사용자는 앉거나 일어서는 동작을 쉽고 신속하게 이룰 수 있다.

따라서, 사용자는 이와 같은 동작을 통해 종래 선형 구동기를 구비하는 다리 관절 보조장치에 비해 작은 힘으로 쉽게 앉거나 일어설 수 있는 동작을 구현할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지로 치환, 변형 및 균등한 타 실시 예로의 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 명백할 것이다.

100 : 관절 보조장치 110 : 프레임
111 : 상부 프레임 111a : 체결부
112 : 하부 프레임 112a : 레일
120 : 관절부 121 : 고정 브래킷
122 : 유동 브래킷 123 : 관절체
130 : 보조수단 131 : 선형 구동기
132 : 슬라이더 133 : 서브링크
140 : 보조수단 구동기 141 : 모터
142 : 유압펌프(hydraulic pump) 143 : 밸브(valve)
144 : 압력 센서(pressure sensor) 145 : 오일탱크
146 : 유압라인 151 : 지주
152 : 레일 153 : 수직 슬라이더
154 : 바닥 브래킷

Claims (11)

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4. 사람의 다리 관절과 유사한 메커니즘으로 대퇴부 측에 위치하는 상부 프레임과 종아리부 측에 위치하는 하부 프레임으로 구성되는 프레임과, 상기 상부 프레임과 하부 프레임 사이에 결합되어 상부 프레임과 하부 프레임의 움직임을 원활하게 지지 하도록 회전동작하는 관절부와, 상기 상부 프레임과 관절부 및 하부 프레임을 통해 결합되어 관절 동작을 보조하거나 또는 힘(토크)을 증강할 수 있도록 하는 보조수단을 포함하여 이루어지는 다리 관절 보조장치에 있어서,
   상기 관절부는 상부 프레임과 하부 프레임 사이에 결합되는 한쌍의 고정 브래킷과 상기 고정 브래킷의 사이에 결합 되는 유동 브래킷 및 상기 고정 브래킷과 유동 브래킷을 통해 회전 동작 가능하도록 결합 되는 관절체로 구성되고,
   상기 보조수단은 상부 프레임과 관절부 및 하부 프레임을 통해 결합되어 관절 동작을 보조하거나 또는 힘(토크)을 증가시킬 수 있도록 단동 다단 실린더로 이루어지는 선형 구동기와 슬라이더 및 서브링크로 구성되며,
   상기 상부 프레임과 하부 프레임의 일 측에는 보조수단 구동기가 부가 형성되며,
   상기 보조수단 구동기는 유압시스템으로서 동력원인 모터와, 상기 모터에 의해 공급되는 기계적 에너지를 유압 시스템 작동유의 압력 에너지로 변환시켜 공급하는 유압펌프(hydraulic pump)와, 공급된 작동유를 오일탱크로 되돌리도록 하는 밸브(valve) 및 작동유의 압력을 검출하고, 계측이나 제어에 사용하기 쉬운 전기 신호로 변환하는 압력 센서(pressure sensor)를 포함하여 이루어지며,
   상기 프레임의 일 측에는 지주를 구비하고 상기 지주에 레일을 형성하며 상기 레일에는 수직 슬라이더를 결합하여 상, 하로 이동가능하도록 하는 것을 특징으로 하는 다리 관절 보조장치.
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