KR102078878B1 - 저소음 연결 프레임을 구비한 보행보조 로봇장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 연결 프레임은 수용부를 갖는 고정 프레임(131)과, 상기 수용부에 끼워져 슬라이딩 결합되는 결합 프레임(132)으로 이루어지고, 상기 고정 프레임(131)는 내부에 수용부가 형성되고, 양측 단부에는 결합홀(131H)이 구비되고, 상기 결합 프레임(132)은 단면이 사각 형상이고 내부에 공간부(132-3)가 형성되는 바디(132-1)와, 상기 바디의 일측 단부에서 길이방향으로 형성되고 소정 간격으로 이격되는 복수 개의 끼움홀(132-2)과, 상기 바디의 일측 단부에 길이방향으로 형성되고, 길이 방향의 모서리 부분에 형성되는 절개부(132-4)와, 상기 절개부에 각각 결합되는 면접촉 플레이트(132-5)를 포함하고, 고정 프레임과 결합 프레임의 슬라이딩 결합시에는 면접촉 플레이트가 고정 프레임의 내면과 접촉하도록 구성된다.
본 발명에 따른 보행보조 웨어러블 로봇장치는 근력이 약화된 사용자가 착용하고 미리 프로그램된 보행모드를 선택하여 보행할 수 있는 보행보조 웨어러블 로봇장치이며, 상기 웨어러블 로봇장치는 인체의 등에 결합되는 몸체(100)와, 상기 몸체와 소정 각도로 회동결합되고 인체의 허벅지에 결합되는 상부 지지대(200)와, 상기 상부 지지대와 회동결합되고, 인체의 장단지에 결합되는 하부 지지대(300)와, 상기 하부 지지대의 하부에 결합되는 발판(400)와, 상기 몸체에 구비되고 상부 지지대의 구동을 제어하는 제어부(500)을 포함하고, 상기 몸체(100)는 인체의 등과 대응되는 소정의 평판 형상으로 이루어지는 지지 플레이트(110)와, 구동 에너지를 제공하는 배터리(120)와, 연결 프레임(130)을 포함하고, 상기 상부 지지대(200)는 제1 구동부(210)와 제2 구동부(220)으로 이루어지고, 상기 제1 구동부는 제1 모터와 제1 감속기로 이루어지며, 상기 제2 구동부는 제2 모터와 제2 감속기로 이루어지고, 상기 제1 감속기에는 회동 프레임(213)이 결합되며, 상기 몸체(100)의 연결 프레임(130)은 고정 프레임(130)과, 상기 고정 프레임의 좌우측에 각각 슬라이딩 결합되는 결합 프레임(132)를 포함하고, 상기 결합 프레임(132)는 제1 감속기에 결합된 회동 프레임(213)과 슬라이딩 결합된다.

Description

저소음 연결 프레임을 구비한 보행보조 로봇장치{WALKING SUPPORT DEVICE}

본 발명은 보행보조 로봇장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사고, 질병 등 보행이 정상적으로 이루어지지 않는 환자, 노약자들의 보행을 보조하기 위한 보행보조 로봇장치에 관한 것이다.

최근, 로봇기술의 발달로 재활 보조 장치들이 개발되고 있다. 특히 재활을 돕는 장치들 중 보행보조 장치도 예외는 아니어서 다양한 제어방법이 개발되고 있다.

보행보조 장치는 노화나 장애로 인해 하지 근력이 약화되어 정상적인 보행이 어려운 사람에게 유용하다.

일예로, 공개특허공보 제10-2013-0111763호의 보행 보조장치는 배터리를 사용하여 구동모터를 동작시키고, 구동모터의 회전력으로 보행이 가능하도록 구성되어 있다.

선행기술문헌의 보행보조장치는 인체의 등에 배터리 및 모터를 설치하고, 모터의 회전력을 구동풀리와 종동풀리에 전달되도록 하여 보행이 이루어진다.

공개특허공보 제10-2013-0111763호의 보행 보조장치. 공개특허공보 제10-2013-0105867호의 통합형 기울기 센서를 구비한 보행 보조장치. 공개특허공보 제10-2010-044358호의 지능형 근력 및 보행 보조용 로봇. 공개특허공보 제10-2006-0039970호의 근력증강을 위한 보행보조기기 및 그 제어방법.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로서, 근력이 약화되어 보행이 불편한 사람이 혼자서 컨트롤러를 조작하여 보행할 수 있도록 하는 보행보조 로봇장치를 제공하려는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 해결하고자 하는 과제는 언급한 과제로 제한되지 않는다. 언급하지 않은 다른 기술적 과제들은 이하의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 연결 프레임은 수용부를 갖는 고정 프레임(131)과, 상기 수용부에 끼워져 슬라이딩 결합되는 결합 프레임(132)으로 이루어지고, 상기 고정 프레임(131)는 내부에 수용부가 형성되고, 양측 단부에는 결합홀(131H)이 구비되고, 상기 결합 프레임(132)은 단면이 사각 형상이고 내부에 공간부(132-3)가 형성되는 바디(132-1)와, 상기 바디의 일측 단부에서 길이방향으로 형성되고 소정 간격으로 이격되는 복수 개의 끼움홀(132-2)과, 상기 바디의 일측 단부에 길이방향으로 형성되고, 길이 방향의 모서리 부분에 형성되는 절개부(132-4)와, 상기 절개부에 각각 결합되는 면접촉 플레이트(132-5)를 포함하고, 고정 프레임과 결합 프레임의 슬라이딩 결합시에는 면접촉 플레이트가 고정 프레임의 내면과 접촉하도록 구성된다.

본 발명에 따른 보행보조 웨어러블 로봇장치는 근력이 약화된 사용자가 착용하고 미리 프로그램된 보행모드를 선택하여 보행할 수 있는 보행보조 웨어러블 로봇장치이며, 상기 웨어러블 로봇장치는 인체의 등에 결합되는 몸체(100)와, 상기 몸체와 소정 각도로 회동결합되고 인체의 허벅지에 결합되는 상부 지지대(200)와, 상기 상부 지지대와 회동결합되고, 인체의 장단지에 결합되는 하부 지지대(300)와, 상기 하부 지지대의 하부에 결합되는 발판(400)와, 상기 몸체에 구비되고 상부 지지대의 구동을 제어하는 제어부(500)을 포함하고, 상기 몸체(100)는 인체의 등과 대응되는 소정의 평판 형상으로 이루어지는 지지 플레이트(110)와, 구동 에너지를 제공하는 배터리(120)와, 연결 프레임(130)을 포함하고, 상기 상부 지지대(200)는 제1 구동부(210)와 제2 구동부(220)으로 이루어지고, 상기 제1 구동부는 제1 모터와 제1 감속기로 이루어지며, 상기 제2 구동부는 제2 모터와 제2 감속기로 이루어지고, 상기 제1 감속기에는 회동 프레임(213)이 결합되며, 상기 몸체(100)의 연결 프레임(130)은 고정 프레임(130)과, 상기 고정 프레임의 좌우측에 각각 슬라이딩 결합되는 결합 프레임(132)를 포함하고, 상기 결합 프레임(132)는 제1 감속기에 결합된 회동 프레임(213)과 슬라이딩 결합된다.

실시예로서, 고정 프레임(131)는 내부에 수용부가 형성되고, 양측 단부에는 결합홀(131H)이 구비되고, 결합 프레임(132)은 단면이 사각 형상이고 내부에 공간부(132-3)가 형성되는 “ㄱ”자 형상으로 이루어지는 바디(132-1)와, 상기 바디의 양측 단부에서 길이방향으로 형성되고 소정 간격으로 이격되는 복수 개의 끼움홀(132-2)과, 상기 바디의 양측 단부에 길이방향으로 형성되고, 모서리 부분에 형성되는 절개부(132-4)와, 상기 절개부에 결합되는 면접촉 플레이트(132-5)를 포함하고, 고정 프레임과 결합 프레임의 슬라이딩 결합시에는 면접촉 플레이트가 고정 프레임의 내면과 접촉된다.

본 발명에 따르면, 보행을 불편한 사람이 보행보조장치를 착용하고 컨트롤러를 조작하여 혼자서 보행이 가능하다.

또한 보행보조장치를 이용하여 보행을 함으로써 인체의 다리 근육의 근력증강을 증진시킬 수 있다.

또한 보행보조장치의 좌우측 구동부에 연결된 좌우측 지지부를 소정 각도로 좌우 유동될 수 있도록 구성하여, 착용자가 보행 편의성을 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 보행보조장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 보행보조장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 상부 지지대의 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 몸체의 연결 프레임의 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 연결 프레임의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 결합 프레임의 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 결합 프레임에 고정 프레임을 결합한 부분의 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따른 연결 프레임의 슬라이딩 결합을 나타낸 것이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 표현될 수 있다.

본 발명은 근력이 약화된 사용자가 착용하고 미리 프로그램된 보행모드를 선택하여 보행할 수 있는 보행보조 웨어러블 로봇장치에 관한 것이다. 보행보조장치는 인체의 허리부분과 다리부분을 지탱하고 다리의 움직임을 가이드한다.

도 1은 본 발명에 따른 보행보조장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 보행보조장치의 측면도이다.

본 발명에 따른 보행보조장치는 인체의 등에 결합되는 몸체(100)와, 상기 몸체와 소정 각도로 회동결합되고 인체의 허벅지에 결합되는 상부 지지대(200)와, 상기 상부 지지대와 회동결합되고, 인체의 장단지에 결합되는 하부 지지대(300)와, 상기 하부 지지대의 하부에 결합되는 발판(400)와, 상기 몸체에 구비되고 상부 지지대의 구동을 제어하는 제어부(500)을 포함한다.

도면을 참조하면, 몸체에는 인체의 몸통을 감싸고정하는 코르셋(100C)이 결합되고, 상부 지지대에는 인체의 허벅지를 감싸고정하는 허벅지 고정부(200C)가 결합되며, 하부 지지대에는 인체의 장단지를 감싸고정하는 장단지 고정부(300C)가 결합된다.

한편, 제어부는 미리 프로그램된 보행모드에 따라 상부 지지대를 구동한다.

상기 몸체(100)는 지지 플레이트(110)과, 구동 에너지를 제공하는 배터리(120)와, 연결 프레임(130)으로 이루어진다.

지지 플레이트(110)는 인체의 등과 대응되는 소정의 평판 형상으로 이루어진다. 지지 플레이트의 내측에는 제어부(500)가 구비되고, 지지 플레이트의 후측에는 배터리(120)가 결합되며, 지지 플레이트의 전측에는 코르셋(100C)이 결합된다.

연결 프레임(130)은 지지 플레이트로부터 소정의 각도를 갖도록 결합된다.

연결 프레임(130)은 몸체(100)의 지지 플레이트(110)와 상부 지지대(200)의 제1 구동부(210)를 연결한다. 연결 프레임(130)의 자세한 구성에 대하여는 후술한다.

상부 지지대(200)는 몸체(100)와 소정 각도로 결합된다. 상부 지지대(200)는 제1 구동부(210)와 제2 구동부(220)를 포함한다.

도 3은 본 발명에 따른 상부 지지대의 사시도이다.

제1 구동부(210)에는 제1 모터와 제1 감속기가 설치되고, 제1 감속기는 제1 모터의 회전 속도를 감속한다. 또한 제2 구동부(220)에는 제2 모터와 제2 감속기가 설치되고, 제2 감속기는 제2 모터의 회전 속도를 감속한다. 되돌아가 도 2에서, 도면부호 210S은 제1 감속기의 축(shaft)을 나타내고, 도면부호 220S는 제2 감속기의 축(shaft)을 나타낸다. 제1 및 제2 모터는 제어부(500)의 제어신호에 따라 회전하거나 정지한다.

본 발명에 따르면, 제2 구동부는 제1 구동부에 구비된 결합판(211)에 의해 결합된다.

도면을 참조하면, 결합판(211)에는 다수 개의 관통홀이 형성되어 있다. 상기 관통홀에 허벅지 고정대(200C)를 대응시켜 위치시킨 후, 나사(SCM)와 너트(SCW)로 상호 결합된다. 이에 따라 허벅지 고정대는 제1 구동부로부터 견고히 고정된다.

한편, 상기 제1 감속기에는 회동 프레임(213)이 연결되고, 상기 회동 프레임은 결합 프레임(132)과 결합된다.

도 4는 본 발명에 따른 몸체의 연결 프레임의 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 연결 프레임의 분해 사시도이다.

도 4를 참조하면, 제1 구동부(210)의 회동 프레임(213)에는 몸체(100)의 연결 프레임(130)과 결합된다.

본 발명에 따른 연결 프레임(130)은 고정 프레임(131)과, 상기 고정 프레임의 좌우측에 각각 슬라이딩 결합되는 결합 프레임(132)을 포함한다.

상기 고정 프레임(131)은 고정 프레임 몸체(131-1)와 고정 프레임 커버(131-2)로 이루어지며, 고정 프레임 몸체(131-1)는 일측이 개방된 “ㄷ”자 형상의 단면을 가지며, 상기 고정 프레임 몸체의 개방된 부분에는 고정 프레임 커버(131-2)가 결합된다. 이와 같이 고정 프레임의 몸체와 커버가 결합되면, 내부에는 소정의 수용부가 형성된다.

실시예로서, 고정 프레임의 양측 단부에는 각각 결합홀(131H)을 구비하고, 상기 결합홀(131H)에는 결합구(131T)가 결합된다.

상기 고정 프레임(131)의 수용부에는 결합 프레임(132)이 끼워져 슬라이딩 결합된다.

도 6은 본 발명에 따른 결합 프레임의 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따른 결합 프레임에 고정 프레임을 결합한 부분의 단면도이다.

상기 결합 프레임(132)은 단면이 사각 형상이고 내부에 공간부(132-3)가 형성되는 “ㄱ”자 형상으로 이루어지는 바디(132-1)와, 상기 바디의 양측 단부에서 길이방향으로 형성되고 소정 간격으로 이격되는 복수 개의 끼움홀(132-2)과, 상기 바디의 양측 단부에 길이방향으로 형성되고, 모서리 부분에 형성되는 절개부(132-4)와, 상기 절개부에 결합되는 면접촉 플레이트(132-5)를 포함한다.

한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 고정 프레임의 수용부와 결합 프레임의 공간부는 제어부로부터 제1 및 제2 모터로 구동신호를 전달하는 전송라인이 설치된다.

도 7에는 4개의 절개부에 각각 4개의 덧쇠가 고정된 것을 보여준다. 도 7의 확대부분을 참조하면, 상기 면접촉 플레이트는 고정 프레임(131)의 내면과 면접촉한다. 종래 기술에 따르면, 고정 프레임에 결합 프레임을 슬라이딩 결합할 때, 고정 프레임과 결합 프레임은 금속 재질이어서 마찰에 의해 불쾌한 마찰음이 발생하게 되는데, 본 발명에서는 면접촉 플레이트를 마모에 강한 세라믹 재질, 폴리에테르에테르케톤 계열의 수지 재질로 형성함으로써, 고정 프레임과 결합 프레임의 슬라이딩 결합에 따른 마찰음을 현저하게 감소시킬 수 있다. 또한 착용자의 움직에 따라 발생되는, 고정 프레임과 결합 프레임의 마찰음을 현저하게 감소시킬 수 있다.

도 8은 본 발명에 따른 연결 프레임의 슬라이딩 결합을 나타낸 것이다.

고정 프레임(131)의 결합홀(131H)과 결합 프레임(132)의 복수 개의 끼움홀(132-2) 중에서 어느 하나를 대응하여 위치시킨 이후, 결합구(131T)를 사용하여 결합홀(131H)과 끼움홀(132-2)을 결속한다. 이와 같은 방식으로 고정 프레임(131)과 결합 프레임(132)의 결합 길이를 조절할 수 있다.

실시예로서, 고정 프레임(131)에 결합 프레임(132)를 슬라이딩 결합함으로써, 인체의 골반 폭에 해당하는 넓이로 조절할 수 있다. 또한 결합 프레임(132)에 제1 구동부의 회동 프레임(213)과 슬리아딩 결합함으로써, 인체의 다리 길이에 맞게 조절할 수 있다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

100 : 몸체
110 : 지지 플레이트
120 : 배터리
130 : 연결 프레임
131 : 고정 프레임
131-1 : (고정 프레임의) 몸체
131-2 : (고정 프레임의) 커버
131H : 결합홀
131T : 결합구
132 : 결합 프레임
100C : 코르셋
200 ; 상부 지지대
210 : 제1 구동부
211 : 결합판
213 : 회동 프레임
132-1 : 바디
132-2 : 끼움홀
132-3 : 공간부
132-4 : 절개부
132-5 : 면접촉 플레이트
220 : 제2 구동부
200C : 허벅지 고정부
300 : 하부 지지대
300C : 장단지 고정부
400 : 발판
500 ; 제어부

Claims (3)

1. 삭제
2. 근력이 약화된 사용자가 착용하고 미리 프로그램된 보행모드를 선택하여 보행할 수 있는 보행보조 웨어러블 로봇장치에 있어서,
   상기 웨어러블 로봇장치는,
   인체의 등에 결합되는 몸체(100)와, 상기 몸체와 소정 각도로 회동결합되고 인체의 허벅지에 결합되는 상부 지지대(200)와, 상기 상부 지지대와 회동결합되고 인체의 장단지에 결합되는 하부 지지대(300)와, 상기 하부 지지대의 하부에 결합되는 발판(400)와, 상기 몸체에 구비되고 상부 지지대의 구동을 제어하는 제어부(500)을 포함하고,
   상기 몸체(100)는 인체의 등과 대응되는 소정의 평판 형상으로 이루어지는 지지 플레이트(110)와, 구동 에너지를 제공하는 배터리(120)와, 연결 프레임(130)을 포함하고,
   상기 상부 지지대(200)는 제1 구동부(210)와 제2 구동부(220)으로 이루어지고, 상기 제1 구동부는 제1 모터와 제1 감속기로 이루어지며, 상기 제2 구동부는 제2 모터와 제2 감속기로 이루어지고,
   상기 제1 감속기에는 회동 프레임(213)이 결합되며,
   상기 몸체(100)의 연결 프레임(130)은 고정 프레임(131)과, 상기 고정 프레임의 좌우측에 각각 슬라이딩 결합되는 결합 프레임(132)를 포함하고,
   상기 고정 프레임(131)는 내부에 수용부가 형성되고, 양측 단부에는 결합홀(131H)이 구비되고,
   상기 결합 프레임(132)은 단면이 사각 형상이고 내부에 공간부(132-3)가 형성되는 “ㄱ”자 형상으로 이루어지는 바디(132-1)와, 상기 바디의 양측 단부에서 길이방향으로 형성되고 소정 간격으로 이격되는 복수 개의 끼움홀(132-2)과, 상기 바디의 양측 단부에 길이방향으로 형성되고, 모서리 부분에 형성되는 절개부(132-4)와, 상기 절개부에 결합되는 면접촉 플레이트(132-5)를 포함하고,
   고정 프레임과 결합 프레임의 슬라이딩 결합시에는 면접촉 플레이트가 고정프레임의 내면과 접촉하도록 구성하고,
   상기 결합 프레임(132)는 제1 감속기에 결합된 회동 프레임(213)과 슬라이딩 결합하도록 구성된 것을 특징으로 하는 웨어러블 보행보조 로봇장치.
   
   
   
3. 삭제

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