KR102341086B1 - 추진력 증폭장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 추진력 증폭장치에 관한 것으로서, 상부 하우징 및 상부 하우징과 힌지 결합되는 하부 하우징을 포함하는 몸체와, 상부 하우징과 하부 하우징 사이에 위치되며 상부 하우징과 하부 하우징이 형성하는 각도가 좁아지는 과정에서 전달되는 힘을 저장한 후, 저장된 힘으로 상부 하우징과 하부 하우징이 형성하는 각도가 넓어지는 것을 보조하는 추진력 보강부를 포함하여 이루어지는 추진력 증폭장치에 관한 것이다.

Description

추진력 증폭장치{Propulsion booster}
본 발명은 추진력 증폭장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 걷거나 달리는 상황에서 발이 지면과 접하며 발생하는 충돌 에너지를 추진력 증폭에 활용하여, 이동 속도를 향상시킬 수 있는 추진력 증폭장치에 관한 것이다.
종래의 달리기 속도를 증가시키는 추진력 증폭 장치는 인체의 다리 길이를 늘리거나, 마찰력을 증가시켜 발이 지면을 밀어주는 시점에서 보다 높은 추진력을 얻을 수 있는 형태였다.
그러나, 인체의 다리 길이를 늘려주는 장치의 경우 부피가 매우 크기 때문에 보관이 어려웠고, 장치 착용 시 착용자의 달리기 모션이 장비를 착용하기 전 모션과 차이를 가지기 때문에 장치를 착용한 상태에서 일상적인 생활을 영위할 수 없었을 뿐만 아니라, 장치를 착용하기 전과 후의 달리기 모션이 달라지면서 적응기간이 필요한 문제점 또한 가지고 있었으며, 마찰력을 높여주는 장비의 경우 속도증가 효과가 불충분한 문제점을 가지고 있었다.
따라서, 착용전과 후의 달리기 모션 변화가 최소화 되어 사용자가 일상 생활에서 사용 가능하고, 쉽게 적응할 수 있으며, 충분한 속도 증가를 체감할 수 있는 새로운 추진력 증폭장치의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
특허문헌 1) 국내등록특허공보 제2035510호(명칭: 바이오피드백이 가능한 발목 착용형 보행 보조 장치, 공개일: 2019.08.14) 특허문헌 2) 국내등록특허공보 제1693750호(명칭: 발목 강성 보조를 위한 신발 결합형 착용기, 공고일: 2015.06.25.)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 착용자가 장치를 착용한 상태에서 일상생활을 행할 시 느낄 수 있는 불편을 최소화 가능한 추진력 증폭장치를 제공하는 것이다.
또한, 착용자가 장치를 착용한 상태에서 달릴 경우 충분한 속도 증가를 체감할 수 있는 추진력 증폭장치를 제공하는 것이다.
그리고, 장치 착용전과 장치 착용후의 착용자 모션 변화를 최소화 하여 장치 적응 시간을 최소화 가능한 추진력 증폭장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 추진력 증폭장치는, 상부 하우징(110)과, 상기 상부 하우징(110)과 힌지 결합되는 하부 하우징(120)을 포함하는 몸체(100); 및 상기 상부 하우징(110)과 상기 하부 하우징(120) 사이에 위치되며, 상기 상부 하우징(110)과 상기 하부 하우징(120)이 형성하는 각도가 좁아지는 과정에서 전달되는 힘을 저장한 후, 저장된 힘으로 상기 상부 하우징(110)과 상기 하부 하우징(120)이 형성하는 각도가 넓어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 추진력 보강부(200)는 스프링, 탄성체 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 하우징(120)은 상기 상부 하우징(110)보다 폭방향 길이가 짧게 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 하우징(120)은 지면과 접하는 하면이 굴곡지게 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 추진력 보강부(200)는 길이방향 일측이 상기 상부 하우징(110)에 결합되고, 길이방향 타측이 상기 하부 하우징(120)과 마주보게 배치되어, 길이방향 타측이 상기 하부 하우징(120)과 접하는 위치가 가변되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 추진력 보강부(200)는 압축 스프링(200A)을 포함하고, 상기 추진력 보강부(200)의 길이방향 타측에 결합되는 제1 가이드 플레이트(310)와, 상기 제1 가이드 플레이트(310)가 움직이는 범위를 제한하는 제1 이탈방지 가이드(320)를 포함하는 제1 가이드부(300)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1 가이드 플레이트(310)는 가장자리에 가이드 돌기(311)가 형성되고, 상기 제1 이탈방지 가이드(320)는 상기 가이드 돌기(311)가 끼워지는 제1 가이드 홈(321)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 하부 하우징(120)은 상면에 외부에서 인가되는 충격을 감쇠하는 충격 흡수부(121)가 상기 추진력 보강부(200)와 마주보게 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 몸체(100)는 상기 상부 하우징(110)과 상기 하부 하우징(120)을 힌지 연결하는 조인트부(130)와, 상기 추진력 보강부(200)를 사이에 두고 상기 조인트부(130)와 마주보며 배치되며 상기 상부 하우징(110)과 상기 하부 하우징(120)을 연결하는 이탈 방지부(140)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 추진력 보강부(200)는 판 스프링(200B)을 포함하고,
상기 하부 하우징(120)의 상측에 형성되고, 상기 판 스프링(200B)의 길이방향 타측이 삽입되며, 상기 판 스프링(200B)이 움직이는 범위를 제한하는 제2 가이드부(400)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명인 추진력 증폭장치는, 착용자가 달릴 시 서로 힌지 결합된 상부 하우징과 하부 하우징이 형성하는 각도가 변형되는 과정에서 발생하는 힘을 이용하여 추진력을 증가시키므로, 추진력을 증폭시키기 위한 구조를 단순화 가능한 장점이 있다.
상세히 설명하면, 구조를 단순화 가능하므로, 장치가 작게 제작되어 보관이 용이할 뿐만 아니라, 착용한 상태로 사용자가 일상 생활을 행할 경우 느낄 수 있는 불편함 또한 최소화 가능한 장점이 있는 것이다.
그리고, 추진력 보강부(스프링, 탄성체)의 일측이 상부 하우징에 결합되되 타측이 하부 하우징과 결합되지 않고 기구 움직임에 대응하여 움직일 수 있는 구조를 가져, 추진력 보강부 양단이 모두 지정된 위치에 고정될 경우 발생하는 기구학적 구속(Kinematic Constraints)으로 인한 효율저하 문제를 해결 가능한 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 추진력 증폭장치를 나타낸 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 추진력 증폭장치를 나타낸 측면도.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 추진력 증폭장치를 사용자가 착용한 상태에서 달리는 상황을 나타낸 개념도.
도 4는 본발명의 제2 실시예에 따른 추진력 증폭장치를 나타낸 사시도.
도 5는 본발명의 제2 실시예에 따른 추진력 증폭장치에서 사용되는 추진력 보강부 상에 제1 가이드 플레이트가 결합된 것을 나타낸 사시도
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 추진력 증폭장치를 나타낸 사시도.
본 발명의 실시예들에 대한 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 추진력 증폭장치(1000)에 관하여 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 추진력 증폭장치(1000)를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 추진력 증폭장치(1000)를 나타낸 측면도이다.
도 1을 참조하면 본 발명인 추진력 증폭장치(1000)는 상측에 위치되는 상부 하우징(110)과, 상기 상부 하우징(110)과 힌지 결합되며 하측에 위치되는 하부 하우징(120)을 포함하여 이루어지는 몸체(100)와, 상기 상부 하우징(110)과 상기 하부 하우징(120) 사이에 위치되며, 상기 상부 하우징(110)과 상기 하부 하우징(120)이 형성하는 각도가 좁아지는 과정에서 전달되는 힘을 저장한 후, 저장된 힘으로 상기 상부 하우징(110)과 상기 하부 하우징(120)이 형성하는 각도가 넓어지는 것을 보조하는 추진력 보강부(200)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 상기 추진력 보강부(200)는 스프링, 탄성체 등 외력에 대응하여 변형된 후 복원하려는 성질을 가지는 다양한 물체일 수 있다.
상세히 설명하면, 상기 상부 하우징(110) 상에 하중이 인가되면, 상부 하우징(110)이 조인트부(130)를 축으로 회전하여 상부 하우징(110)과 하부 하우징(120)이 형성하는 각도가 줄어들게 되므로, 상기 상부 하우징(110)과 상기 하부 하우징(120) 사이에 추진력 보강부(200)를 위치시켜, 상부 하우징(110)과 하부 하우징(120)이 형성하는 각도를 좁히는 하중에 의해 자연스럽게 추진력 보강부(200)가 변형되고, 상부 하우징(110)에 인가되는 힘이 약해지면 변형되었던 추진력 보강부(200)가 기존의 형상으로 복원하려는 힘이 추진력으로 작용할 수 있게 한 것이다.
다시한번 설명하면, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 상부 하우징(110) 상에 신발(1)을 장착하여 추진력 증폭 모듈을 형성한 후, 사용자가 신발(1)을 착용한 상태에서 걷거나 달릴 경우, 사용자의 발이 지면과 접하는 모션에서 상기 상부 하우징(110)에 사용자의 체중이 인가되며 상기 추진력 보강부(200)가 변형되고, 사용자의 발이 지면과 떨어지는 모션에서 상부 하우징(110)에 인가되는 사용자의 체중이 줄어들며 추진력 보강부(200)가 복원되며 사용자의 발을 밀어 사용자의 보행 또는 달리기 속도를 가속할 수 있게 한 것이다.
이때, 상기 추진력 보강부(200)는 인가되는 힘에 의해 변형된 후 복원되려는 성질을 가지는 압축 스프링, 판 스프링 및 다양한 탄성체를 포함할 수 있음은 물론이고, 추진력 보강부(200)의 압축이 사용자의 발이 지면과 접하며 상부 하우징(110)으로 인가되는 하중에 의해 자연스럽게 발생하므로, 추진력을 증폭하기 위하여 추가적인 힘이 필요 없어 사용자가 장치를 착용하며 느낄 수 있는 불편함을 최소화 가능하다.
또한, 상기 하부 하우징(120)은 상면에 외부에서 인가되는 충격을 감쇠하는 충격 흡수부(121)가 상기 추진력 보강부(200)와 마주보게 배치되고, 상기 몸체(100)는 상기 추진력 보강부(200)를 사이에 두고 상기 조인트부(130)와 마주보게 배치되며, 상기 상부 하우징(110)과 상기 하부 하우징(120)을 연결하는 이탈 방지부(140)를 더 포함할 수 있다.
상세히 설명하면, 본 발명에서 상기 추진력 보강부(200)는 기구학적 구속(Kinematic Constraints) 극복을 통해 효율을 높이기 위하여, 길이방향 일측이 상기 상부 하우징(110)에 결합되되, 길이방향 타측이 상기 하부 하우징(120)에 비 결합 상태로 마주보게 배치되어, 상부 하우징(110)과 하부 하우징(120)이 형성하는 각도와, 착용자의 운동 모션에 대응하여 길이방향 타측이 상기 하부 하우징(120)과 접하는 위치가 가변된다.
이때, 서로 결합되지 않고 마주보게 배치된 상기 추진력 보강부(200)의 길이방향 타측 단부와 상기 하부 하우징(120)의 상면이 부딪히며 큰 충격이 발생할 수 있으므로, 상기 하부 하우징(120) 상에 추진력 보강부(200)와 마주보게 상기 충격 흡수부(121)를 형성하여 추진력 보강부(200)와 하부 하우징(120)이 부딪히며 발생하는 충격을 흡수하도록 하고, 추진력 보강부(200)가 상부 하우징(110)과 하부 하우징(120) 사이를 연결하고 있지 않으므로, 이탈 방지부(140)로 상부 하우징(110)과 하부 하우징(120)을 연결하여 상부 하우징(110)과 하부 하우징(120)이 형성하는 각도가 일정 이상으로 커지는 것을 방지하여 준 것이다.
그리고, 상기 이탈 장지부(140)는 도면에 도시된 바와 같이 스프링을 포함할 수 있으나, 이 외에도 스트링일 수 있으며 스트링일 경우 상부 하우징(110)과 하부 하우징(120)이 좁아질 시 추진력 보강부(200)로 인가되는 하중이 분산되지 않으므로, 보다 높은 추진력을 얻을 수 있음은 물론이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 추진력 증폭장치(1000)를 사용자가 착용한 상태에서 달리는 상황을 나타낸 개념도이다.
도 3을 참조하면, 상기 하부 하우징(120)은 상기 상부 하우징(110)보다 폭방향 길이가 짧게 형성되어 달리기 모션에서 하부 하우징(120)이 지면과 접하며 발생할 수 있는 간섭 문제를 해결 가능하며, 지면과 접하는 하면이 굴곡지게 형성되어 상기 추진력 보강부(200)의 추진력이 발생 방향이 착용자가 걷거나 달리는 방향으로 작용되게 할 수 있다.
상세히 설명하면, 주행 방법은 뒤꿈치부터 지면에 착지하는 힐 스트라이크(Heel strike) 주법, 발 전체가 지면에 동시 착지하는 미드풋 스트라이크(Midfoog strike) 주법, 앞발부터 지면에 착지하는 포얼풋 스트라이크(Forefoot strike) 주법으로 구분되며, 현대에 이르러서 대부분의 달리기 선수들은 보다 빠른 속도를 얻기 위하여 포얼풋 스트라이크 주법 또는 미드풋 스트라이크 주법을 사용하고 있다.
이때, 상부 하우징(110)과 하부 하우징(120)의 길이를 동일하게 하면, 포얼풋 스트라크 주법 또는 미드풋 스트라이크 주법 사용 시 하부 하우징(120)의 단부가 지면과 접하게 되어, 착용자의 달리기를 방해할 수 있으므로, 본 발명에서는 하부 하우징(120)의 길이를 상부 하우징(110)의 길이보다 짧게 하여, 달리기 상황에서 뒤꿈치와 마주게 위치되는 하부 하우징(120)의 길이방향 타측 단부가 지면과 간섭이 발생하는 것을 방지하여 준 것이다.
그리고, 달리기 상황에서 추진력이 착용자의 달기기 방향 또는 발이 움직여야 하는 방향과 유사한 방향으로 작용 시 착용자가 보다 큰 가속도를 얻을 수 있으므로, 본 발명에서는 도 3에 도시된 바와 같이 상부 하우징(110)과 하부 하우징(120)을 힌지 결합하고, 지면과 접하는 하부 하우징(120)의 저면을 굴곡지게 형성하여, 추진력 보강부(200)가 복원되며 발생하는 추진력이 착용자가 달리는 전측 방향으로 작용되게 하였으며, 하부 하우징(120)의 저면을 굴곡지게 형성할 경우 지면을 밀어 추진력을 얻는 시점에서 착용자의 발과 하퇴가 형성하는 각도가 줄어들게 되므로, 착용자의 달리기 모션이 최소화 되어 보다 달리기를 빠르게 가능함은 물론이다.
도 4는 본발명의 제2 실시예에 따른 추진력 증폭장치(1000)를 나타낸 사시도이고, 도 5는 본발명의 제2 실시예에 따른 추진력 증폭장치(1000)에서 사용되는 추진력 보강부 상에 제1 가이드 플레이트가 결합된 것을 나타낸 사시도이다.
도 4를 참조하면, 상기 추진력 보강부(200)는 압축 스프링(200A)일 수 있고, 본 발명인 추진력 증폭장치(1000)는 상기 추진력 보강부(200)의 길이방향 타측 단부를 상기 하부 하우징(120) 상에 일정 범위 안에서 제한적으로 움직일 수 있게 하는 제1 가이드부(300)를 더 포함할 수 있다.
상세히 설명하면, 상기 추진력 보강부(200)는 길이방향 일측이 상기 상부 하우징(110)에 결합되되 길이방향 타측이 유동적으로 움직일 수 있도록 상기 하부 하우징(120)과 비결합 상태로 마주보게 배치될 경우, 추진력 보강부(200)의 운동 반경이 지나치게 넓어지며, 이러한 추진력 보강부(200)의 운동반경 증가는 추진력 보강부(200) 단부가 하부 하우징(120)과 접한 상태로 압축되지 못하고 몸체(100) 외부로 이탈되는 문제를 야기할 수 있으므로, 본 발명에서는 상기 제1 가이드부(300)로 상기 추진력 보강부(200)의 타측이 움직일 수 있는 운동반경을 제한하여 준 것이다.
이때, 상기 제1 가이드부(300)는 도 4에 도시된 바와 같이 추진력 보강부(200)의 길이방향 타측에 결합되는 제1 가이드 플레이트(310)와, 상기 하부 하우징(120)에 결합되어 상기 제1 가이드 플레이트(310)가 움직이는 범위를 제한하는 제1 이탈방지 가이드(320)를 포함할 수 있고, 상기 제1 가이드 플레이트(310)는 도 5에 도시된 바와 같이 가장자리에 가이드 돌기(311)가 형성되고, 상기 제1 이탈방지 가이드(320)는 상기 가이드 돌기(311)가 끼워지는 가이드 홈(321)이 형성될 수 있으며, 상기 가이드 홈(321)은 상기 가이드 돌기(311)가 움직일 수 있는 충분한 크기를 가지는 것을 권장한다.
즉, 가이드 돌기(311)가 가이드 홈(321)을 따라 하부 하우징(120)의 길이방향으로 움직일 수 있으므로, 기구학적 구속(Kinematic Constraints)를 해결 가능할 뿐만 아니라, 추진력 보강부(200)의 움직임 반경이 지나치게 넓어질 경우 발생하는 추진력 보강부(200)의 이탈 문제도 해결 가능한 것이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 추진력 증폭장치(1000)를 나타낸 사시도이다.
도 6을 참조하면, 상기 추진력 보강부(200)는 판 스프링(200B)을 포함하고, 본 발명인 추진력 증폭장치(1000) 상기 하부 하우징(120)의 상측에 형성되고, 상기 판 스프링(200B)의 길이방향 타측이 삽입되며, 상기 판 스프링(200B)이 움직이는 범위를 제한하는 제2 가이드부(400)를 더 포함할 수 있다.
상세히 설명하면, 상기 추진력 보강부(200)가 착용자의 하중에 의해 변형되는 복원되는 힘을 착용자의 추진력으로 사용하되, 제2 가이드부(400)가 판 스프링(200B)이 좌우 방향으로 흔들리지 않고 하부 하우징(120)의 길이 방향으로만 변형되며 제2 가이드부(400) 상에 형성된 가이드 홀(410)을 따라 왕복운동할 수 있게 한 것이다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
100 : 몸체 110 : 상부 하우징
120 : 하부 하우징 121 : 충격 흡수부
130 : 조인트부 140 : 이탈 방지부
200 : 추진력 보강부 200A : 압축 스프링
200B : 판 스프링
300 : 제1 가이드부 310 : 제1 가이드 플레이트
311 : 가이드 돌기
320 : 제1 이탈방지 가이드 321 : 제1 가이드 홈
400 : 제2 가이드부

Claims (10)

  1. 상부 하우징과, 상기 상부 하우징과 힌지 결합되는 하부 하우징을 포함하는 몸체; 및
    상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징 사이에 위치되며, 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징이 형성하는 각도가 좁아지는 과정에서 전달되는 힘을 저장한 후, 저장된 힘으로 상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징이 형성하는 각도가 넓어지는 것을 보조하는 추진력 보강부;를 포함하고,
    상기 상부 하우징과 상기 하부 하우징을 연결하고 스프링 또는 스트링 중 적어도 하나로 형성되는 이탈 방지부를 포함하며,
    상기 추진력 보강부는 길이방향 일측이 상기 상부 하우징에 결합되고, 길이방향 타측이 상기 하부 하우징과 비결합 상태로 마주보게 배치되는 것을 특징으로 하는 추진력 증폭장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 추진력 보강부는 스프링, 탄성체 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는, 추진력 증폭장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 하우징은 상기 상부 하우징보다 폭방향 길이가 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는, 추진력 증폭장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 하부 하우징은 지면과 접하는 하면이 굴곡지게 형성된 것을 특징으로 하는, 추진력 증폭장치.
  5. 삭제
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 추진력 보강부는 압축 스프링을 포함하고,
    상기 추진력 보강부의 길이방향 타측에 결합되는 제1 가이드 플레이트와, 상기 제1 가이드 플레이트가 움직이는 범위를 제한하는 제1 이탈방지 가이드를 포함하는 제1 가이드부를 더 포함하는, 추진력 증폭장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 가이드 플레이트는 가장자리에 가이드 돌기가 형성되고, 상기 제1 이탈방지 가이드는 상기 가이드 돌기가 끼워지는 제1 가이드 홈이 형성되는, 추진력 증폭장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 하부 하우징은 상면에 외부에서 인가되는 충격을 감쇠하는 충격 흡수부가 상기 추진력 보강부와 마주보게 배치되는, 추진력 증폭장치.
  9. 삭제
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 추진력 보강부는 판 스프링을 포함하고,
    상기 하부 하우징의 상측에 형성되고, 상기 판 스프링의 길이방향 타측이 삽입되며, 상기 판 스프링이 움직이는 범위를 제한하는 제2 가이드부를 더 포함하는, 추진력 증폭장치.
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