KR102154248B1

KR102154248B1 - 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치 및 이를 포함하는 착용 로봇

Info

Publication number: KR102154248B1
Application number: KR1020190172793A
Authority: KR
Inventors: 유재관; 김형래
Original assignee: 엘아이지넥스원 주식회사
Priority date: 2019-09-05
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2020-09-09
Also published as: KR102289850B1; KR102151230B1; KR20210029079A; KR102151229B1; KR102151228B1

Abstract

본 발명에 따르면, 착용 로봇의 등판 부분에 조립 가능하도록 마련되며, 와이어를 말아 권취 상태로 보관할 수 있는 와이어 보관부를 포함하는 등판 조립부 및 상기 등판 조립부와 연결되며, 상기 사용자의 어깨에 걸치도록 적어도 일부가 곡선으로 형성되는 어깨 거치부를 포함하여 사용자의 손에서의 별도의 조작 장치가 필요 없이 용이하게 와이어 길이를 조절하는 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치 및 이를 포함하는 착용 로봇이 개시된다.

Description

착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치 및 이를 포함하는 착용 로봇 {Apparatus for Adjusting Length of Wire using Ratchet and Wearable Robot including the same}

본 발명은 와이어 길이 조절장치에 관한 것으로, 사용자가 착용 가능한 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치에 관한 것이다.

전방부하양중용 착용로봇은 사용자가 등판에 착용하여 어깨로 넘어오는 와이어를 통해 양중물의 하중을 지지하여 하중에 의한 부하가 팔로 전달되지 않고 어깨, 허리 등 다른 신체 부위로 분산시켜 손과 팔에 걸리는 부하를 줄여 임무 지속시간을 늘려준다.

전방부하양중용 착용 로봇을 활용하여 20kg 이상의 고하중물을 양중 하고자 할 때 작업의 형태나 특성에 따라서 양중 높이를 조절 해야 한다.

손은 보통의 경우 양중물을 파지할 때 지지 및 균형을 잡기 위해서 스위치 등을 별도로 조작할 수 없으므로 고하중물을 양중 하고 임의의 높이에서 고정 하기 위해서는 손에서의 별도의 조작 없이 고정 할 수 있는 장치를 필요로 한다.

본 발명은 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치 및 이를 포함하는 착용 로봇에 관한 것으로 착용 로봇의 등판 부분에 조립 가능하도록 마련되며, 와이어를 말아 권취 상태로 보관할 수 있는 와이어 보관부를 포함하는 등판 조립부 및 상기 등판 조립부와 연결되며, 상기 사용자의 어깨에 걸치도록 적어도 일부가 곡선으로 형성되는 어깨 거치부를 포함하여 사용자의 손에서의 별도의 조작 장치가 필요 없이 용이하게 와이어 길이를 조절하는데 그 목적이 있다.

또한, 기구적으로 풀리를 직접 고정 시키므로 와이어의 헤짐 등 손상을 감소시키는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 명시되지 않은 또 다른 목적들은 하기의 상세한 설명 및 그 효과로부터 용이하게 추론할 수 있는 범위 내에서 추가적으로 고려될 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자가 착용 가능한 착용 로봇의 길이 조절장치는, 상기 착용 로봇의 등판 부분에 조립 가능하도록 마련되며, 와이어를 말아 권취 상태로 보관할 수 있는 와이어 보관부를 포함하는 등판 조립부 및 상기 등판 조립부와 연결되며, 상기 사용자의 어깨에 걸치도록 적어도 일부가 곡선으로 형성되는 어깨 거치부를 포함한다.

여기서, 상기 어깨 거치부는, 상기 와이어 보관부로부터 상기 와이어가 진출입되는 길이 방향으로 형성되는 와이어 가이드 프레임을 포함한다.

여기서, 상기 어깨 거치부는, 상기 사용자의 좌우 어깨에 각각 위치하도록 제1 어깨 거치부와 제2 어깨 거치부를 포함하며, 상기 제1 어깨 거치부와 제2 어깨 거치부에 위치하는 와이어는 양중을 지지한다.

여기서, 상기 등판 조립부는, 상기 착용 로봇의 등판 부분과 접합하는 부분에 위치하여 상기 등판 부분과 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 등판 고정 레일 및 상기 등판 고정 레일이 이동하지 않도록 고정하는 레일 고정 블록을 더 포함한다.

여기서, 상기 와이어 보관부는, 상기 와이어 보관부의 중앙에 위치하며, 상기 와이어의 일측을 걸어 회전시키는 풀리를 포함하고 상기 와이어의 길이 조절 시 풀리를 회전 시키는 풀리 구동 모듈 및 상기 풀리 구동 모듈과 이격되어 배치되며, 상기 풀리의 회전을 정지시키는 풀리 고정부를 포함한다.

여기서, 상기 풀리 구동 모듈은, 상기 풀리의 내측에 결합되며, 상기 풀리의 축방향 이동을 탄성적으로 제한하는 탄성부재 및 상기 풀리의 하단을 지지 또는 지지 해제하도록 위치하며, 상기 풀리 고정부의 이동에 따라 일측이 결합하여 맞물리는 라쳇 기어를 포함하며, 상기 와이어 보관부는, 상기 라쳇 기어의 타측과 맞물리도록 위치하는 멈춤 기어를 더 포함하고, 상기 멈춤 기어는 상기 와이어의 진출입 또는 양중을 지지하는 경우에 따라 상기 라쳇 기어의 회전을 제어한다.

여기서, 상기 와이어 보관부는, 상기 풀리에 걸어진 와이어를 상기 와이어 가이드 프레임으로 이송되도록 위치하는 와이어 가이드를 더 포함한다.

여기서, 상기 라쳇 기어는, 다수의 톱니 라인을 포함하며, 상기 풀리 고정부의 이동에 따라 일측이 결합하여 맞물리는 기어부 및 상기 라쳇 기어의 외주면을 따라 형성되며, 톱니 라인이 없는 빈 간격으로 형성되는 중립부를 포함한다.

여기서, 상기 풀리 고정부는, 적어도 일부가 상기 와이어 보관부의 외측에 형성되어 상기 사용자가 외부에서 조작할 수 있도록 마련되는 고정 레버 및 상기 고정레버의 하단에 연결되어 상기 고정레버를 조작함에 따라 승하강하며, 상기 고정레버가 하강하는 경우 상기 라쳇 기어와 일측이 결합하여 맞물리는 고정 기어를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 라쳇형 와이어 길이 조절장치를 포함하는 착용 로봇은, 사용자가 신체의 상부에 착용하고, 상기 신체의 적어도 하나의 부위를 감싸도록 체결할 수 있는 착용부, 상기 사용자의 손에 착용되는 그리퍼부, 상기 착용부와 상기 그리퍼부 사이에 연결되어 상기 사용자가 중량물을 파지할 시 상기 중량물의 하중을 상기 착용부가 체결된 부위로 분산시키는 리프팅부 및 상기 착용부에 조립되며, 상기 착용부와 상기 그리퍼부 사이에 연결되는 와이어의 길이를 조절하는 길이 조절 장치를 포함하며, 상기 길이 조절 장치는, 상기 착용부의 등판 부분에 조립 가능하도록 마련되며, 와이어를 말아 권취 상태로 보관할 수 있는 와이어 보관부를 포함하는 등판 조립부 및 상기 등판 조립부와 연결되며, 상기 사용자의 어깨에 걸치도록 적어도 일부가 곡선으로 형성되는 어깨 거치부를 포함한다.

여기서, 상기 어깨 거치부는, 상기 사용자의 좌우 어깨에 각각 위치하도록 제1 어깨 거치부와 제2 어깨 거치부를 포함하며, 상기 제1 어깨 거치부와 제2 어깨 거치부는 각각 상기 와이어 보관부로부터 상기 와이어가 진출입되는 길이 방향으로 형성되는 와이어 가이드 프레임을 포함한다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 의하면, 착용 로봇의 등판 부분에 조립 가능하도록 마련되며, 와이어를 말아 권취 상태로 보관할 수 있는 와이어 보관부를 포함하는 등판 조립부 및 상기 등판 조립부와 연결되며, 상기 사용자의 어깨에 걸치도록 적어도 일부가 곡선으로 형성되는 어깨 거치부를 포함하여 사용자의 손에서의 별도의 조작 장치가 필요 없이 용이하게 와이어 길이를 조절할 수 있다.

또한, 기구적으로 풀리를 직접 고정 시키므로 와이어의 헤짐 등 손상을 감소시킬 수 있다.

여기에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 이하의 명세서에서 기재된 효과 및 그 잠정적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 외부 전면을 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 외부 후면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 와이어 보관부를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 풀리 구동 모듈을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 라쳇 기어를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 라쳇 기어와 멈춤 기어를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 풀리 고정부를 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 동작을 상세히 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 라쳇형 와이어 길이 조절장치를 포함하는 착용로봇을 도시한 도면이다.

이하, 본 발명에 관련된 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치 및 이를 포함하는 착용 로봇에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 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.

및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 발명은 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치 및 이를 포함하는 착용 로봇에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치를 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치(10)는 등판 조립부(11), 어깨 거치부(12)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치(10)는 고하중물을 양중하고 임의의 높이에서 고정 하기 위해 와이어의 길이를 조절하고 고정하는 장치이다.

종래의 길이 조절 장치는 손의 파지부에서 하중물의 자중에 의해 와이어를 고정시키고, 이를 통해 와이어의 길이 조절 및 하중물의 양중 높이를 조절하였으나 손은 보통의 경우 양중물을 파지할 때 지지 및 균형을 잡기 위해서 스위치 등을 별도로 조작할 수 없다.

본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치(10)는 사용자의 손에 위치하지 않고, 어깨와 등판부 측에 위치하여 손에서의 별도의 조작 없이 와이어를 고정 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치(10)는 전방부하양중용 착용로봇의 등판부에 장/탈착이 가능한 모듈형으로 설계되어 착용로봇이 변경되더라도 와이어 길이 조절장치를 조립하여 사용하는 것이 가능하다.

등판 조립부(11)는 상기 착용 로봇의 등판 부분에 조립 가능하도록 마련되며, 와이어를 말아 권취 상태로 보관할 수 있는 와이어 보관부를 포함한다.

와이어 보관부는 하기 도 4에서 상세히 설명한다.

어깨 거치부(12)는 상기 등판 조립부(11)와 연결되며, 상기 사용자의 어깨에 걸치도록 적어도 일부가 곡선으로 형성된다.

어깨 거치부(12)는 상기 사용자의 좌우 어깨에 각각 위치하도록 제1 어깨 거치부(12a)와 제2 어깨 거치부(12b)를 포함하며, 상기 제1 어깨 거치부와 제2 어깨 거치부에 위치하는 와이어는 양중을 지지한다.

등판 조립부(11)도 제1 어깨 거치부(12a), 제2 어깨 거치부(12b)와 각각 연결되는 제1 등판 조립부(11a)와 제2 등판 조립부(11b)를 포함한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치(10)는 사용자의 등판과 어깨에 위치하도록 설계되어 손(또는 그리퍼, 치구)에 별도의 조작 장치가 필요 없이 용이하게 와이어 길이를 조절할 수 있다.

또한, 제1 어깨 거치부(12a), 제2 어깨 거치부(12b)와 각각 연결되는 제1 등판 조립부(11a)와 제2 등판 조립부(11b)를 포함하여 좌/우 독립적으로 구동이 가능하기 때문에 한 손 작업도 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치(10)의 구동을 간단히 설명하면, 사용자는 착용 로봇을 착용하고 양중물을 들기 위한 적절한 치구를 와이어 끝에 연결하고 와이어를 늘려 양중물에 접근 시킨다.

이때 풀리는 자연스럽게 풀어지며 와이어를 배출하며, 토션스프링이 압축되며 감는 힘을 저장하고, 라쳇기어는 멈춤기어를 타 넘으며 회전에 방해 받지 않는다.

사용자가 양중물을 걸고 팔의 힘으로 들어 올리거나 상체를 더욱 낮춰 와이어의 장력을 없애면 토션 스프링에 의해 감기게 되고, 라켓기어의 이빨과 멈춤기어 이빨이 맞물린다.

사용자가 팔에 힘을 빼거나 상체를 이용하여 양중물을 들어 올리게 되면 풀리가 다시 역방향으로 회전하면서 멈춤기어에 의해 회전을 멈추고 고정 된다.

작업 완료 후 사용자가 팔을 이용해 양중물을 살짝 더 들어 주거나 바닥에 내려놓고 상체를 살짝 굽혀 주면 와이어의 장력이 없어지고 풀리는 감기는 방향으로 회전하면서 멈춤기어가 라쳇기어에서 빠지게 되고 길이 조절이 가능해진다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 외부 전면을 도시한 도면이다.

와이어 길이 조절장치의 전면 형상에서 양중 지지를 위한 와이어는 와이어 가이드를 통해 착용로봇 등판으로 연결되며 와이어 보관부로 들어간다.

여기서, 와이어 보관부는 와이어와 와이어 길이 조절이 가능한 모듈들을 포함하도록 함의 형태로 제작되는 것이 바람직하다.

도 2를 참조하면, 어깨 거치부(12)는 상기 와이어 보관부로부터 상기 와이어가 진출입되는 길이 방향으로 형성되는 와이어 가이드 프레임(100)을 포함한다.

와이어 가이드 프레임(100)은 와이어와 접촉하며, 와이어가 흔들리지 않도록 고정하는 역할을 수행한다.

전방 부하를 양중하기 위해 와이어는 사용자의 전방까지 와이어 가이드 프레임을 통해 움직인다.

등판 조립부(11)는 상기 착용 로봇의 등판 부분에 조립 가능하도록 마련되며, 와이어를 말아 권취 상태로 보관할 수 있는 와이어 보관부(200)를 포함한다.

와이어 보관부(200)는 풀리 구동 모듈(400), 풀리 고정부(500)를 포함한다.

풀리 구동 모듈(400)은 상기 와이어 보관부의 중앙에 위치하며, 상기 와이어의 일측을 걸어 회전시키는 풀리를 포함하고 상기 와이어의 길이 조절 시 풀리를 회전 시킨다.

풀리 고정부(500)는 상기 풀리 구동 모듈과 이격되어 배치되며, 상기 풀리의 회전을 정지시킨다.

경량 하중물의 경우 높이 고정이 일부 가능하나 고중량물의 경우 와이어를 잡는 힘이 부족하여 높이 조절을 할 수 없고 지속적 사용 시 와이어가 헤지는 등 손상이 발생한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치는 풀리 구동 모듈과 풀리 고정부를 이용하여 기구적으로 풀리를 직접 고정 시키므로 와이어에 헤짐 등 손상이 없다.

또한 기구적으로 풀리를 고정시키므로 와이어를 잡기 종래 기술에 비해 안정성이 우수하다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 외부 후면을 도시한 도면이다.

도 3은 후면 형상으로 착용로봇의 등판에 부착 및 고정을 하기 위한 인터페이스가 구현되어 있다.

등판 조립부(11)는 후면에 등판 고정 레일(310), 레일 고정 블록(320)을 포함한다.

등판 고정 레일(310)은 상기 착용 로봇의 등판 부분과 접합하는 부분에 위치하여 상기 등판 부분과 슬라이드 이동 가능하게 결합된다.

레일 고정 블록(320)은 상기 등판 고정 레일이 이동하지 않도록 고정한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 와이어 보관부를 도시한 도면이다.

도 4는 내부 형상으로 보관함 내부에는 풀리 및 고정 기어가 설치 되어 있다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치는 와이어 보관부에 와이어 길이를 조절하기 위한 모듈을 포함하며, 와이어가 감기는 풀리, 풀리와 고정되어 있는 라쳇기어와 멈춤 기어로 구성되는 것이 바람직하고, 와이어는 토션스프링의 힘으로 되감을 수 있다.

와이어 보관부(200)는 풀리 구동 모듈(400), 풀리 고정부(500), 멈춤 기어(600), 와이어 가이드(700)를 포함한다.

멈춤 기어(600)는 라쳇 기어의 타측과 맞물리도록 위치한다. 멈춤 기어는 상기 와이어의 진출입 또는 양중을 지지하는 경우에 따라 상기 라쳇 기어의 회전을 제어한다.

구체적으로, 라쳇 기어의 기어부는 톱니를 포함한 제1 기어부와 제2 기어부로 양방향으로 형성되며, 제1 기어부측의 톱니가 풀리 고정부 측에 배치되고, 제2 기어부측의 톱니가 멈춤 기어 측에 배치되어 풀리 고정부의 이동에 따라 풀리 고정부의 고정기어와 결합되는 것과, 멈춤 기어와 결합되는 것이 가능하다.

와이어 가이드(700)는 상기 풀리에 걸어진 와이어를 상기 와이어 가이드 프레임으로 이송되도록 위치한다.

와이어 가이드는 일부의 홀을 포함하여, 홀을 통해 와이어가 진출입될 수 있도록 구성된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 풀리 구동 모듈을 도시한 도면이다.

도 5를 참조하면, 풀리 구동 모듈은 와이어를 감아주고 풀리와 와이어의 길이를 멈춰 주는 라쳇기어의 조립체이며 토션에 의해 풀리가 돌면 와이어가 감기면서 회수 된다.

풀리 구동 모듈(400)은 상기 와이어 보관부의 중앙에 위치하며, 상기 와이어의 일측을 걸어 회전시키는 풀리(410)를 포함하고 상기 와이어의 길이 조절 시 풀리를 회전 시킨다.

또한, 풀리 구동 모듈(400)은 탄성부재(420), 라쳇 기어(430)를 포함한다.

탄성부재(420)는 상기 풀리의 내측에 결합되며, 상기 풀리의 축방향 이동을 탄성적으로 제한한다.

라쳇 기어(430)는 상기 풀리의 하단을 지지 또는 지지 해제하도록 위치하며, 상기 풀리 고정부의 이동에 따라 일측이 결합하여 맞물린다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 라쳇 기어를 도시한 도면이다.

라쳇 기어(430)는 기어부(431), 중립부(432)를 포함한다.

기어부(431)는 다수의 톱니 라인을 포함하며, 상기 풀리 고정부의 이동에 따라 일측이 결합하여 맞물린다.

중립부(432)는 상기 라쳇 기어의 외주면을 따라 형성되며, 톱니 라인이 없는 빈 간격으로 형성된다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 라쳇 기어와 멈춤 기어를 도시한 도면이다.

멈춤 기어(600)는 스프링(610)에 의해서 항상 중립 방향으로 돌아가게 되어 있다. 여기서, 중립 방향은 멈춤 기어가 라쳇 기어의 중립부에 위치하는 방향이다.

고정 시 멈춤 기어가 라쳇 기어의 톱니(431)와 결합하며, 해제 또는 풀림 시 라쳇 기어의 회전에 의해 톱니와 어긋나고 중립 시 중립부에 위치하게 된다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 풀리 고정부를 도시한 도면이다.

도 8의 풀리 고정부는 길이 조절이 필요 없는 환경에서 줄 길이를 완전히 고정 시킬 수 있으며, 레버를 통해서 고정기어를 위 아래로 이동시켜 고정/해제 시킨다.

풀리 고정부(500)는 고정 레버(510), 고정 기어(520)를 포함한다.

고정 레버(510)는 적어도 일부가 상기 와이어 보관부의 외측에 형성되어 상기 사용자가 외부에서 조작할 수 있도록 마련된다.

고정 기어(520)는 상기 고정레버의 하단에 연결되어 상기 고정레버를 조작함에 따라 승하강하며, 상기 고정레버가 하강하는 경우 상기 라쳇 기어와 일측이 결합하여 맞물린다. 고정 기어(520)는 와이어를 완전히 고정할 수 있도록 한다.

고정 레버(510)는 일반적인 볼트와는 달리 나사 머리부분이 큰 형태로 별도의 공구 없이 손으로 돌릴 수 있는 볼트인 커버볼트로 구현되며, 회전에 의해 상승, 하강 하도록 나사산(530)을 포함한다.

고정 레버(510)는 사용자가 시계/반시계 방향으로 회전시킬 수 있으며, 시계 방향으로 돌리는 경우 도 8과 같이 고정 기어(520), 고정 기어의 톱니(521)가 라쳇 기어의 톱니(433)로부터 이탈(승강)하게 되며, 반시계 방향으로 돌리면 고정 레버(510)의 나사산(530)에 의해서 고정 기어(520)와 고정 기어의 톱니(521)가 하단에 있는 라쳇 기어의 톱니(433) 쪽으로 결합(하강)하게 된다.

조작 방법을 설명하면 첫 번째, 도 8에 나타난 바와 같이 고정 레버(510)에 의해서 고정 기어(520)와 고정 기어의 톱니(521)가 상대 기어 라쳇 기어의 톱니(433)에 이탈되어 있는 경우 풀리 구동 모듈(400)이 자유롭게 회전 가능하다. 즉, 사용자가 와이어를 당기면 줄이 풀리면서 토션 스프링에 힘이 저장되고, 와이어를 놓으면 힘이 저장된 토션 스프링에 의해서 초기 위치로 와이어가 권취되는 방식이다.

이때, 하기 도 9에서 설명한 라쳇형 와이어 길이 조절 원리대로 사용이 가능하다.

두 번째, 상기 첫 번째처럼 기어와 라쳇에 의해서 길이조절을 자유롭게 사용하는 것이 아닌 와이어 줄 길이를 고정한 형태로 사용하고 싶은 경우 고정 레버(510)를 반시계 방향으로 회전시켜 상대 기어가 맞물리게 된다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용 로봇의 라쳇형 와이어 길이 조절장치의 동작을 상세히 설명하기 위한 도면이다.

도 9를 참조하여 라켓 기어를 활용한 와이어 멈춤 원리를 설명한다. 도 9의 (a)는 멈춤기어가 라쳇기어의 중립일 때 형상이며 준비 상태이다.

도 9의 (b)는 사용자가 와이어를 당길 때 이며, 손(또는 그리퍼, 치구)을 양중물에 접근할 때 줄이 늘어 나게 되고 이때 라쳇기어는 시계방향으로 회전하며 멈춤기어를 그림과 같이 넘어가게 되며 이때는 역회전도 가능하다.

도 9의 (c)는 사용자가 물건을 들 때이며, 손으로 양중물을 들어 올리거나 상체를 굽혀 와이어 길이를 줄이게 되면 토션스프링에 의해 라쳇기어가 반시계방향으로 회전하며 그림과 같이 멈춤기어를 밀면서 회전하게 된다.

도 9의 (d)는 사용자가 물건을 지지할 때 이며, 양중물을 들어올린 후 기어가 걸려 있는 경우 힘을 빼거나 상체를 이용하여 기어를 걸고 들어 올려 와이어를 통해 양중물을 지지하여 라쳇기어가 시계방향으로 다시 회전하다 멈춤기어에 의해 걸리게 되고 와이어는 더 이상 늘어나지 않으면서 양중물을 지지하게 된다. 이때 양중물의 하중은 와이어 가이드를 통해 사용자의 등으로 전달되며 팔에는 양중물의 하중이 전달 되지 않는다.

도 9의 (e)에서 양중물을 목표로 하는 지점에 내려놓을 때 팔로 양중물을 살짝 들어 올리거나 물건을 내려놓고 상체를 살짝 굽히면 와이어의 장력이 사라지고 라쳇이 반시계방향으로 다시 회전하면서 걸려있던 멈춤 기어가 풀린다. 이때 라쳇기어의 중립부까지 회전시키면 멈춤기어는 중립자세로 넘어가게 되고 이때부터 와이어의 길이를 다시 늘릴 수 있게 된다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 라쳇형 와이어 길이 조절장치를 포함하는 착용로봇을 도시한 도면이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 라쳇형 와이어 길이 조절장치를 포함하는 착용로봇(20)은 길이 조절 장치(10), 착용부(21, 25), 그리퍼부(22), 리프팅부(23), 다리 기구부 조립체(24)를 포함한다.

착용부(21, 25)는 사용자가 신체의 상부에 착용하고, 상기 신체의 적어도 하나의 부위를 감싸도록 체결할 수 있다.

착용부(21, 25)는 등판 기구부 조립체(21), 하네스 조립체(25)를 포함한다.

등판 기구부 조립체(21)는 상기 사용자의 등을 지지하도록 마련된다.

하네스 조립체(25)는 상기 신체의 적어도 하나의 부위에 체결되어 상기 중량물의 부하를 체결된 부위로 분산시킨다.

하네스 조립체(25)는 착용자가 착용 로봇을 몸에 밀착시키고 결속하기 위한 어깨 체결 하네스, 허리 체결 하네스, 허벅지 체결 하네스를 포함한다.

그리퍼부(22)는 사용자의 손에 착용된다.

리프팅부(23)는 착용부와 상기 그리퍼부 사이에 연결되어 상기 사용자가 중량물을 파지할 시 상기 중량물의 하중을 상기 착용부가 체결된 부위로 분산시킨다.

길이 조절 장치(10)는 상기 착용부에 조립되며, 상기 착용부와 상기 그리퍼부 사이에 연결되는 와이어의 길이를 조절한다.

길이 조절 장치(10)는, 상기 착용부의 등판 부분에 조립 가능하도록 마련되며, 와이어를 말아 권취 상태로 보관할 수 있는 와이어 보관부를 포함하는 등판 조립부 및 상기 등판 조립부와 연결되며, 상기 사용자의 어깨에 걸치도록 적어도 일부가 곡선으로 형성되는 어깨 거치부를 포함한다.

다리 기구부 조립체(24)는 착용부의 하단과 연결되며, 상기 신체의 하부에 착용되어 상기 사용자의 동작 시 일체로 움직이고, 상기 사용자의 신체 조건에 따라 길이 조절이 가능하다.

이상의 설명은 본 발명의 일 실시예에 불과할 뿐, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허 청구 범위에 기재된 내용과 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.

10: 라쳇형 와이어 길이 조절장치
100: 와이어 가이드 프레임
200: 와이어 보관부
400: 풀리 구동 모듈
500: 풀리 고정부
600: 멈춤 기어
700: 와이어 가이드

Claims

사용자가 착용 가능한 착용 로봇의 길이 조절장치에 있어서,
상기 착용 로봇의 등판 부분에 조립 가능하도록 마련되며, 와이어를 말아 권취 상태로 보관할 수 있는 와이어 보관부를 포함하는 등판 조립부; 및
상기 등판 조립부와 연결되며, 상기 사용자의 어깨에 걸치도록 적어도 일부가 곡선으로 형성되는 어깨 거치부;를 포함하며,
상기 와이어 보관부는, 상기 와이어 보관부의 중앙에 위치하며, 상기 와이어의 일측을 걸어 회전시키는 풀리를 포함하고 상기 와이어의 길이 조절 시 풀리를 회전 시키는 풀리 구동 모듈; 및 상기 풀리 구동 모듈과 이격되어 배치되며, 상기 풀리의 회전을 정지시키는 풀리 고정부;를 포함하고,
상기 풀리 구동 모듈은, 상기 풀리의 하단을 지지 또는 지지 해제하도록 위치하며, 상기 풀리 고정부의 이동에 따라 일측이 결합하여 맞물리는 라쳇 기어;를 포함하며,
상기 라쳇 기어는, 다수의 톱니 라인을 포함하며, 상기 풀리 고정부의 이동에 따라 일측이 결합하여 맞물리는 기어부; 및 상기 라쳇 기어의 외주면을 따라 형성되며, 톱니 라인이 없는 빈 간격으로 형성되는 중립부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용 로봇의 길이 조절장치.
제1항에 있어서,
상기 어깨 거치부는,
상기 와이어 보관부로부터 상기 와이어가 진출입되는 길이 방향으로 형성되는 와이어 가이드 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 착용 로봇의 길이 조절장치.
제1항에 있어서,
상기 어깨 거치부는,
상기 사용자의 좌우 어깨에 각각 위치하도록 제1 어깨 거치부와 제2 어깨 거치부를 포함하며, 상기 제1 어깨 거치부와 제2 어깨 거치부에 위치하는 와이어는 양중을 지지하는 것을 특징으로 하는 착용 로봇의 길이 조절장치.
제1항에 있어서,
상기 등판 조립부는,
상기 착용 로봇의 등판 부분과 접합하는 부분에 위치하여 상기 등판 부분과 슬라이드 이동 가능하게 결합되는 등판 고정 레일; 및
상기 등판 고정 레일이 이동하지 않도록 고정하는 레일 고정 블록;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착용 로봇의 길이 조절장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 풀리 구동 모듈은,
상기 풀리의 내측에 결합되며, 상기 풀리의 축방향 이동을 탄성적으로 제한하는 탄성부재;를 더 포함하며,
상기 와이어 보관부는, 상기 라쳇 기어의 타측과 맞물리도록 위치하는 멈춤 기어;를 더 포함하고, 상기 멈춤 기어는 상기 와이어의 진출입 또는 양중을 지지하는 경우에 따라 상기 라쳇 기어의 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는 착용 로봇의 길이 조절장치.
제2항에 있어서,
상기 와이어 보관부는,
상기 풀리에 걸어진 와이어를 상기 와이어 가이드 프레임으로 이송되도록 위치하는 와이어 가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착용 로봇의 길이 조절장치.
삭제
제6항에 있어서,
상기 풀리 고정부는,
적어도 일부가 상기 와이어 보관부의 외측에 형성되어 상기 사용자가 외부에서 조작할 수 있도록 마련되는 고정 레버; 및
상기 고정레버의 하단에 연결되어 상기 고정레버를 조작함에 따라 승하강하며, 상기 고정레버가 하강하는 경우 상기 라쳇 기어와 일측이 결합하여 맞물리는 고정 기어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용 로봇의 길이 조절장치.
사용자가 신체의 상부에 착용하고, 상기 신체의 적어도 하나의 부위를 감싸도록 체결할 수 있는 착용부; 상기 사용자의 손에 착용되는 그리퍼부; 상기 착용부와 상기 그리퍼부 사이에 연결되어 상기 사용자가 중량물을 파지할 시 상기 중량물의 하중을 상기 착용부가 체결된 부위로 분산시키는 리프팅부; 및 상기 착용부에 조립되며, 상기 착용부와 상기 그리퍼부 사이에 연결되는 와이어의 길이를 조절하는 길이 조절 장치;를 포함하며,
상기 길이 조절 장치는, 상기 착용부의 등판 부분에 조립 가능하도록 마련되며, 와이어를 말아 권취 상태로 보관할 수 있는 와이어 보관부를 포함하는 등판 조립부; 및
상기 등판 조립부와 연결되며, 상기 사용자의 어깨에 걸치도록 적어도 일부가 곡선으로 형성되는 어깨 거치부;를 포함하며,
상기 와이어 보관부는, 상기 와이어 보관부의 중앙에 위치하며, 상기 와이어의 일측을 걸어 회전시키는 풀리를 포함하고 상기 와이어의 길이 조절 시 풀리를 회전 시키는 풀리 구동 모듈; 및 상기 풀리 구동 모듈과 이격되어 배치되며, 상기 풀리의 회전을 정지시키는 풀리 고정부;를 포함하고,
상기 풀리 구동 모듈은, 상기 풀리의 하단을 지지 또는 지지 해제하도록 위치하며, 상기 풀리 고정부의 이동에 따라 일측이 결합하여 맞물리는 라쳇 기어;를 포함하며,
상기 라쳇 기어는, 다수의 톱니 라인을 포함하며, 상기 풀리 고정부의 이동에 따라 일측이 결합하여 맞물리는 기어부; 및 상기 라쳇 기어의 외주면을 따라 형성되며, 톱니 라인이 없는 빈 간격으로 형성되는 중립부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용 로봇.
제10항에 있어서,
상기 어깨 거치부는, 상기 사용자의 좌우 어깨에 각각 위치하도록 제1 어깨 거치부와 제2 어깨 거치부를 포함하며,
상기 제1 어깨 거치부와 제2 어깨 거치부는 각각 상기 와이어 보관부로부터 상기 와이어가 진출입되는 길이 방향으로 형성되는 와이어 가이드 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 착용 로봇.
삭제
제10항에 있어서,
상기 풀리 구동 모듈은,
상기 풀리의 내측에 결합되며, 상기 풀리의 축방향 이동을 탄성적으로 제한하는 탄성부재;를 더 포함하며,
상기 와이어 보관부는, 상기 라쳇 기어의 타측과 맞물리도록 위치하는 멈춤 기어;를 더 포함하고, 상기 멈춤 기어는 상기 와이어의 진출입 또는 양중을 지지하는 경우에 따라 상기 라쳇 기어의 회전을 제어하는 것을 특징으로 하는 착용 로봇.