KR102302930B1

KR102302930B1 - 웨어러블 장치

Info

Publication number: KR102302930B1
Application number: KR1020200041624A
Authority: KR
Inventors: 김좌준; 김인관
Original assignee: 춘해보건대학교 산학협력단
Priority date: 2020-04-06
Filing date: 2020-04-06
Publication date: 2021-09-15

Abstract

사람의 팔에 장착되어, 팔의 움직임을 보조하는 기능을 하고, 합리적인 비용으로 생산이 가능한 웨어러블 장치를 개시한다.
실시예에 따른 웨어러블 장치는 위팔에 덧대어지는 제1 착용부; 아래팔에 덧대어지고, 상기 제1 착용부에 힌지 결합되는 상기 제2 착용부; 상기 제1 착용부에 폭 방향 일측에 결합되고, 상부에 레일이 형성된 플레이트; 상기 레일을 따라 이동하는 슬라이더; 상기 플레이트의 하부에 결합되는 모터; 일단이 상기 모터의 회전축에 연결되는 제1 링크; 일단이 상기 제1 링크의 타단에 연결되고, 타단이 상기 슬라이더에 연결되는 제2 링크; 및 일단이 상기 슬라이더에 연결되고, 타단이 상기 제2 착용부의 폭 방향 일측에 연결되는 제3 링크;를 포함한다.

Description

웨어러블 장치{WEARABLE APPARATUS}

본 개시(The Disclosure)는 사람의 팔에 장착되어, 팔의 움직임을 보조하는 웨어러블 장치와 관련된다.

산업 현장 등에서 고중량 물체를 도수로 운반하거나, 핸드 드릴링 등의 작업을 수행하는 경우, 팔에 과도한 하중이 가해져, 작업자에게 근골격계 질환이 야기될 수 있다.

한국 등록특허공보 제10-1478102호에는 팔의 움직임을 보조하는(팔의 근력을 향상시키는) 웨어러블 장치가 게시되어 있다.

한편, 공보에 게시된 웨어러블 장치는 기계적으로, 위팔에 덧대어지는 제1 착용부; 아래팔에 덧대어지고 상기 제1 착용부와 힌지 결합되는 제2 착용부; 상기 제1 착용부와 상기 제2 착용부의 힌지 부분에 구비되는 하모닉 감속기; 및 상기 제1 착용부에 결합되고, 상기 하모닉감속기와 벨트로 연결되는 모터;로 구성되는데, 전술한 하모닉 감속기의 공급가격이 높아, 생산단가를 낮추는데 일정 한계가 있는 실정이다.

KR

10-2019-0129188

A (2019.11.20. 공개)

KR

10-1478102

B1 (2015.01.02. 공고)

사람의 팔에 장착되어, 팔의 움직임을 보조하는 기능을 하고, 합리적인 비용으로 생산이 가능한 웨어러블 장치를 제공하는 것이다.

실시예에 따른 웨어러블 장치는 위팔에 덧대어지는 제1 착용부; 아래팔에 덧대어지고, 상기 제1 착용부에 힌지 결합되는 상기 제2 착용부; 상기 제1 착용부에 폭 방향 일측에 결합되고, 상부에 레일이 형성된 플레이트; 상기 레일을 따라 이동하는 슬라이더; 상기 플레이트의 하부에 결합되는 모터; 일단이 상기 모터의 회전축에 연결되는 제1 링크; 일단이 상기 제1 링크의 타단에 연결되고, 타단이 상기 슬라이더에 연결되는 제2 링크; 및 일단이 상기 슬라이더에 연결되고, 타단이 상기 제2 착용부의 폭 방향 일측에 연결되는 제3 링크;를 포함한다.

또한, 상기 레일의 단부에 결합되는 완충유닛;을 더 포함할 수 있다.

산업 현장 등에서, 실시예에 따른 웨어러블 장치를 이용하면, 작업자의 근골격계 질환을 예방할 수 있고, 실시예에 따른 웨어러블 장치는 그 구조상 종래의 웨어러블 장치보다 저렴한 비용으로 생산할 수 있다.

도 1은 실시예에 따른 웨어러블 장치의 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 웨어러블 장치의 저면 사시도이다.
도 3은 실시예에 따른 웨어러블 장치의 분해 사시도이다.
도 4는 실시예에 따른 웨어러블 장치의 작동을 간략히 나타내는 도면이다.
도 5는 레일에 완충유닛이 구비된 모습을 나타내는 부분 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여, 실시예에 따른 웨어러블 장치를 구체적으로 설명한다.

도 1 내지 도 2는 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)의 사시도이다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)는 제1 착용부(110), 제2 착용부(120), 플레이트(130), 슬라이더(140), 모터(150) 및 제1, 2, 3 링크(160, 170, 180)을 포함한다.

제1 착용부(110)는 사용자의 위팔에 덧대어진다. 제1 착용부(110)는 위팔의 뼈와 나란하게 배치되는 스플린트(112)와, 스플린트(112)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 구비되어 위팔을 감싸는 복수 개의 프레임(114)으로 구성될 수 있다. 프레임(114)은 원통을 반분한 형태로 구성될 수 있고, 프레임(114)의 양단에는 스트랩을 수용하는 홀이 형성될 수 있다.

제2 착용부(120)는 사용자의 아래팔에 덧대어진다. 제2 착용부(120)는 아래팔의 뼈와 나란하게 배치되는 스플린트(122)와, 스플린트(122)의 길이 방향을 따라 일정 간격으로 구비되어 위팔을 감싸는 복수 개의 프레임(124)으로 구성될 수 있다. 프레임(124)은 원통을 반분한 형태로 구성될 수 있고, 프레임(124)의 양단에는 스트랩을 수용하는 홀이 형성될 수 있다.

제2 착용부(120)의 길이 방향 일측은 제1 착용부(110)의 길이 방향 일측에 힌지 결합된다.

플레이트(130)는 제1 착용부(110)의 폭 방향 일측에 구비된다. 플레이트(130)는 상부에는 스플린트(114)가 위팔과 마주하는 방향으로 소정 길이의 레일(132)이 형성된다. 레일(132)과 스플린트(114)의 사잇각은 70도 이상 90도 이하인 것이 바람직하다.

슬라이더(140)는 레일(132)에 구비되며, 레일(132)를 따라 이동할 수 있도록 구성된다. 슬라이더(140)는 봉 형태일 수 있다.

모터(150)는 플레이트(130)의 하부에 결합된다. 한편, 모터(150)는 제1 착용부(110)에 결합되어도 무방하다. 모터(150)는 속도 및 토크 제어가 용이한 BLDC 기어드 모터일 수 있다. 모터(150)는 센서(미도시) 및 제어유닛(미도시)와 연동된다. 모터(150)의 제어 방법은 본 명세서에서는 언급하지 않으며, 한국 등록특허공보 제10-1478102호 등이 참고가 될 수 있을 것이다.

제1 링크(160), 제2 링크(170), 제3 링크(180)는 모터(150)를 매개로, 제1 착용부(110)와 제2 착용부(120)가 상호 연동되도록 한다.

도 3은 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)의 분해 사시도이다.

도 3을 참조하면, 제1 링크(160)는 일단이 모터(150)의 회전축에 연결된다.

제2 링크(170)는 일단이 제1 링크(160)의 타단에 연결되고, 타단이 슬라이더(140)에 연결된다.

제3 링크(180)는 일단이 슬라이더(140)에 연결되고, 타단이 제2 착용부(120)의 폭 방향 일측에 연결된다.

도 4를 참조하여, 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)의 작동을 설명한다.

도 4 (a)를 참조하면, 제1 링크(160)의 타단이 모터(150)의 하방을 향할 때, 제1 링크(160)와 제2 링크(170)는 나란하게 겹쳐지고, 슬라이더(140)는 레일(132)의 최하측에 위치하게 된다. 이때, 제3 링크(130)에 연결된 제2 착용부(120)는 제1 착용부(110)와 수평을 이룬다.

도 4 (b)를 참조하면, 모터(150)가 구동되어, 제1 링크(160)의 타단이 제2 착용부(120)를 향할 때, 제1 링크(160)와 제2 링크(170)는 '^' 자 형태가 되고, 슬라이더(140)는 레일(132)의 중간부에 위치한다. 이때, 제3 링크(130)에 의해 제2 착용부(120)는 제1 착용부(110)를 기준으로 일정 각도 폴딩된다.

도 4 (c)를 참조하면, 제1 링크(160)의 타단이 모터(150)의 상방을 향할 때, 제1 링크(160)와 제2 링크(170)는 일자가 되고, 슬라이더(140)는 레일(132)의 최상측에 위치하게 된다. 이때, 이때, 제3 링크(130)에 의해 제2 착용부(120)는 제1 착용부(110)를 기준으로 최대 각도 폴딩된다.

추가로, 도 5를 참조하면, 레일(132)의 단부에는 완충유닛(190)이 구비될 수 있다. 완충유닛(190)은 슬라이더(140)가 레일(132)의 최상측에 위치될 때, 슬라이더(140)에 의하여 가압된다. 완충유닛(190)이 구비되면, 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)의 조작감이 향상된다.

산업 현장 등에서, 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)를 이용하면, 작업자의 근골격계 질환을 예방할 수 있고, 실시예에 따른 웨어러블 장치(100)는 그 구조상 종래의 웨어러블 장치보다 저렴한 비용으로 생산할 수 있다.

본 개시(The Disclosure)의 실시예를 설명할 때 사용된 표현(용어, 시각화된 이미지 등)들은 본 개시의 기술적 사상을 제한하기 위해 선택된 것이 아니며, 기술적 사상에 대한 이해를 높이기 위한 도구적인 목적에 의해 선택된 것에 불과하다.

또한, 본 개시는 제한된 수의 실시예에 의하여 설명되었고, 당업자(당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람)는 설명된 실시예를 기반으로 본 개시의 기술적 사상의 범주 내에서 새로운 실시예들을 창안할 수 있을 것이다.

따라서, 본 개시의 청구범위는 '발명의 설명' 및 '도면'에 나타난 몇몇 표현들에 의하여 제한되지 않고, '발명의 설명' 및 '도면'의 심층에 함의된 기술적 사상을 바탕으로 폭넓게 해석되어야 한다.

100 : 웨어러블 장치
110 : 제1 착용부
112 : 스플린트
114 : 프레임
120 : 제2 착용부
122 : 스플린트
124 : 프레임
130 : 플레이트
132 : 레일
140 : 슬라이더
150 : 모터
160 : 제1 링크
170 : 제2 링크
180 : 제3 링크
190 : 완충유닛

Claims

위팔에 덧대어지는 제1 착용부;
아래팔에 덧대어지고, 상기 제1 착용부에 힌지 결합되는 제2 착용부;
상기 제1 착용부에 폭 방향 일측에 결합되고, 상부에 레일이 형성된 플레이트;
상기 레일을 따라 이동하는 슬라이더;
상기 플레이트의 하부에 결합되는 모터;
일단이 상기 모터의 회전축에 연결되는 제1 링크;
일단이 상기 제1 링크의 타단에 연결되고, 타단이 상기 슬라이더에 연결되는 제2 링크; 및
일단이 상기 슬라이더에 연결되고, 타단이 상기 제2 착용부의 폭 방향 일측에 연결되는 제3 링크;를 포함하는, 웨어러블 장치.
제1항에 있어서,
상기 레일의 단부에 결합되는 완충유닛;을 더 포함하는, 웨어러블 장치.