KR102355724B1 - 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치에 관한 것으로, 특히 무거운 중량물을 아래에서 위로 들어 올리는 작업과 운반시 사용자의 상지에 걸리는 부하를 최소화하여 사용자의 근골격계 질환을 예방하고 작업성 향상을 이루도록 하는 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치에 관한 것이다. 구성은 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치에 있어서, 내부에 와이어로프 수용홀이 형성되고, 상부 내측으로는 와이어로프 가이드 롤이 형성되며, 양측으로 간격을 두는 사이에 레일이 형성되는 한쌍의 수직 프레임과 상기 수직 프레임 사이를 연결하는 수평 프레임으로 이루어지고, 상부 하네스와 하부 하네스가 결합되며, 상기 상부 하네스와 하부 하네스 사이에는 측면 지지프레임이 형성되는 프레임과; 상기 수직 프레임 사이에 설치되는 풀리 브래킷을 통해 레일을 따라 승,하강 가능함과 동시에 회전 가능하도록 설치되며, 외주면에는 감겨지거나 풀려지는 와이어로프가 하나로 연결되어 있는 풀리와; 상단이 상기 풀리가 장착되는 풀리브래킷과 연결되고, 하단은 수직 프레임 사이에 설치되는 고정 브래킷을 통해 고정되어 중량물을 들어 올리거나 내리는 작업에 연동하여 탄성력과 탄성 복원력을 통해 신축하면서 중량물의 부하를 최소화하도록 형성되는 탄성체; 를 포함한다.

Description

탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치{Upper Body Support Device for Handling Heavy Objects with an Elastic Body}

본 발명은 중량물 취급용 상지 지원장치에 관한 것으로, 특히 무거운 중량물을 아래에서 위로 들어 올리는 작업과 운반시 사용자의 상지에 걸리는 부하를 최소화하여 사용자의 근골격계 질환을 예방하고 작업성 향상을 이루도록 하는 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치에 관한 것이다.

일반적으로 노약자나 장애인의 활동을 보조하고, 산업 현장에서는 중량물을 처리하며, 군수 분야에서는 중량물을 운반하거나 정찰하는 일 등에 활용할 수 있는 몸에 착용하는 중량물 취급용 지원장치가 사용되고 있다.

이러한 중량물 취급용 지원장치는 인체와 유사한 관절 작용을 수행하는 링크들이 인체에 착용 될 수 있는 형상으로 모터와 같은 구동수단 등과 유기적으로 결합 되고, 또 관절마다 사용자의 의도를 파악할 수 있는 토크 센서나 각도센서 등이 설치되어 그 의도에 따라 각 관절의 모터 등을 구동하여 근력을 지원받는 형식으로 이루어진다.

이에 따라, 산업현장에 사용되는 중량물 취급용 지원장치는 사용자의 상지 또는 하지 근력을 보조함으로써 일반적인 인간의 근력 한계를 벗어나는 높은 하중 작업을 수행할 수 있는데 주로 사용된다.

그리고, 이와 같은 중량물 취급용 상지 지원장치는 사용자의 머리 위로 일부가 형성되는 오버헤드(over head) 타입 작업유닛과 사용자의 어깨선 위로 일부가 형성되는 오버 숄더(over shoulder) 타입 작업 유닛이 있다.

그러나, 종래의 중량물 취급용 상지 지원장치는 동력원인 구동기가 없는 경우 중량물을 들어 올리는 작업시 사용자가 큰 도움을 받지 못하는 문제점이 있었다.

또, 동력원인 구동기가 있는 경우 모터 구동을 위해 배터리와 전장부가 필요하기 때문에 구조가 복잡해지고 무게가 무거워 비용이 증가하며 사용이 어려운 문제점이 있었다.

공개특허 제10-2017-0119762호

이에 본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 간단한 구성으로 사용자의 상지 부하를 줄임과 동시에 부상이나 근골격계 질환을 예방하는 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치에 있어서, 내부에 와이어로프 수용홀이 형성되고, 상부 내측으로는 와이어로프 가이드 롤이 형성되며, 양측으로 간격을 두는 사이에 레일이 형성되는 한쌍의 수직 프레임과 상기 수직 프레임 사이를 연결하는 수평 프레임으로 이루어지고, 상부 하네스와 하부 하네스가 결합되며, 상기 상부 하네스와 하부 하네스 사이에는 측면 지지프레임이 형성되는 프레임과; 상기 수직 프레임 사이에 설치되는 풀리 브래킷을 통해 레일을 따라 승,하강 가능함과 동시에 회전 가능하도록 설치되며, 외주면에는 감겨지거나 풀려지는 와이어로프가 하나로 연결되어 있는 풀리와; 상단이 상기 풀리가 장착되는 풀리브래킷과 연결되고, 하단은 수직 프레임 사이에 설치되는 고정 브래킷을 통해 고정되어 중량물을 들어 올리거나 내리는 작업에 연동하여 탄성력과 탄성 복원력을 통해 신축하면서 중량물의 부하를 최소화하도록 형성되는 탄성체; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

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이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 간단한 구성으로 무거운 중량물을 아래에서 위로 들어 올리는 작업과 운반시 상지(팔, 어깨 등)에 걸리는 부하를 최소화하여 사용자의 근골격계질환을 예방하여 산업재해 비용을 절감하는 효과가 있다.

또, 본 발명은 중량물 인양시 부하를 최소화하여 사용자의 작업 효율성 향상과 작업시 발생되는 피로감을 덜어 주는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치의 요부 분해도이다.
도 2는 도 1의 조립도이다.
도 3은 도 2의 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치의 반대편을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 수직 프레임의 요부 확대 분해도이다.
도 5는 본 발명에 따른 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치를 착용한 사용자와 중량물을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치를 착용한 사용자가 중량물을 들어올리기 위해 허리를 굽혀 그리퍼로 중량물을 잡는(파지) 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치를 착용한 사용자가 중량물을 들어올리는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치를 착용한 사용자가 중량물을 들어올려 운반 및 적재하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치를 착용한 사용자가 중량물을 들어올리기 전 풀리와 탄성체의 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치를 착용한 사용자가 중량물을 들어올리거나 운반하는 경우 풀리와 탄성체의 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 11은 본 발명에 따른 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치를 착용한 사용자가 좌,우 어느 일측의 팔을 펼치거나 접는 경우 와이어로프가 좌,우로 자유롭게 유동하는 상태를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명에 따른 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치에 대한 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 4에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치(100)는 프레임(110)과 풀리(120) 및 탄성체(130)로 대별되어 이루어진다.

상기 프레임(110)은 양측으로 간격을 두고 형성되는 한쌍의 수직 프레임(111)과 상기 수직 프레임(111) 사이를 연결하는 수평 프레임(112)으로 이루어진다.

상기 수직 프레임(111)의 상부 사이에는 별도의 브래킷(B)을 통해 레일(113)이 형성된다.

그리고, 상기 한쌍의 수직 프레임(111)은 내부에 추후 설명할 와이어로프(WR)를 수용할 수 있도록 와이어로프 수용홀(111a)이 형성되고, 상부 내측으로는 와이어로프 가이드 롤(111b)이 형성된다.

또, 상기 프레임(110)에는 사용자의 상체에 착용 가능하도록 상부 하네스(harness)(미도시)와 하부 하네스(114)가 결합된다.

또한, 상기 상부 하네스와 하부 하네스(114) 사이에는 측면 지지프레임(115)이 형성된다.

여기서, 상기 측면 지지프레임(115)은 추후 설명할 그리퍼(G)에 걸리는 무게를 사용자의 골반으로 분산시켜 주는 역할을 한다.

상기 풀리(120)는 상기 수직 프레임(111) 사이에 설치되는 레일(113)을 따라 승,하강하도록 결합되며, 외주면에는 감겨지거나 풀려지는 와이어로프(WR)를 구비한다.

즉, 상기 풀리(120)는 별도의 풀리 브래킷(PB)을 통해 상기 레일(113)을 따라 승,하강 가능함과 동시에 회전 가능하도록 설치되며, 외주면에는 중량물을 들어올리거나 내리는 작업시 물리적으로 힘의 작용 방향을 바꾸어 중량물을 적은 힘으로 들어 올리거나 내릴 수 있도록 감겨지거나 풀려지는 와이어로프(WR)가 형성된다.

또, 상기 풀리(120)의 외주면에 감겨지는 와이어로프(WR)는 상기 한쌍의 수직 프레임(111)의 내부에 형성된 홀(111a)에 삽입되어 상단 내부에 형성된 와이어로프 가이드 롤(111b)에 감김과 풀림동작이 원활하도록 지지된다.

그리고, 상기 와이어로프(WR)의 각 일단에는 좌,우 한쌍의 그리퍼(G)가 결합된다.

여기서, 상기 그리퍼(G)는 사용자가 손에 착용하여 중량물을 잡을 수 있도록 장갑형태로 형성되는 것이 바람직하다.

뿐만 아니라, 상기 풀리(120)에는 와이어로프(WR)가 하나로 연결되어 있기 때문에 사용자의 양손에 착용되는 각각의 그리퍼(G)를 어느 한쪽으로 당기게 되더라도 자유롭게 움직일 수 있다.

또, 상기 그리퍼(G)는 와이어로프(WR)의 일단에 형성된 훅(hook)(미도시)으로 와이어로프(WR)를 쉽게 걸어 연결할 수 있도록 일측에 고리(미도시)가 형성되는 것이 바람직하고, 중량물(200)을 잡거나 이송시 미끄러짐 방지를 위해 고무나 실리콘과 같은 미끄럼방지 패드(미도시)를 형성하여 안정적인 파지를 이루게 할 수 있다.

상기 탄성체(130)는 상단이 상기 풀리(120)가 장착되는 풀리브래킷(PB)과 연결되어 중량물을 들어 올리거나 내리는 작업에 연동하여 탄성 복원력을 통해 신축하면서 중량물의 부하를 최소화하도록 형성된다.

좀 더 구체적으로 상기 탄성체(120)의 상단은 상기 풀리브래킷(PB)과 연결되어 신축가능하고, 하단은 상기 수직 프레임(111) 사이에 설치되는 별도의 고정 브래킷(FB)을 통해 고정된다.

여기서, 상기 탄성체(130)는 중량물의 무게에 따라 설치 개수를 가감하거나, 탄성 또는 변형 강도를 강하거나 약하도록 선택 적용할 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 사용 상태를 도 5 내지 도 11을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치(100)를 착용한 사용자(작업자)(300)가 작업대상물인 중량물(200)을 들어올리기 전에는 도 9에 도시된 바와 같이 풀리(120)와 탄성체(130)는 상,하 유동이 없다.

그러나, 사용자(300)가 중량물(200)을 들어올리거나 운반하고자 할 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 사용자(300)는 허리와 다리를 약간 굽혀 양손에 착용된 그리퍼(G)로 중량물(200)을 잡는(파지)다.

이때, 상기 그리퍼(G)와 일단이 연결된 와이어로프(WR)는 풀리(120)의 외주면을 통해 원활한 움직임으로 풀려진다.

이와 동시에 도 10에 도시된 바와 같이 상기 와이어로프(WR)가 풀리(120)를 잡아당기게 되고 이에 연동하여 풀리 브래킷(PB)이 레일(113)을 따라 상승하면서 상기 탄성체(130)를 신장(늘어남)시키게 된다.

다음, 도 7에 도시된 바와 같이 사용자(300)는 중량물(200)을 잡고 들어올린다.

즉, 사용자(300)는 중량물(200)을 잡은 상태로 허리와 다리를 펴게 되면 상기 탄성체(130)가 탄성 복귀력에 의해 풀리 브래킷(PB)을 잡아 당긴다.

이때, 상기 풀리 브래킷(PB)은 탄성체(130)의 탄성 복귀력에 의해 상기 레일(113)을 따라 하강하게 되므로 일체로 형성된 풀리(120)의 외주면에 감겨, 지지된 와이어로프(WR)를 당겨 중량물(200)을 들어올리는 힘으로 작용하게 되어 사용자(300)의 힘을 최소화 하여도 쉽게 들어올려지게 된다.

여기서, 상기 탄성체(130)의 탄성 복귀력은 와이어로프(WR)를 통해 그리퍼(G)로 전달되어 중량물(200)을 수직으로 들어 올리는 힘으로 작용하게 된다.

따라서, 사용자(300)가 중량물(200)을 들어올리는 작업시 발생하는 손, 손목, 팔, 어깨와 같은 상지에 걸리는 중량물(200)의 부하를 줄여주게 된다.

다음, 사용자(300)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이 들어올려진 중량물(200)을 들고 이동하거나 적재한다.

즉, 사용자(300)가 들어올린 상기 중량물(200)을 운반하거나, 소정의 위치에 적재한다.

이때, 상기 중량물(200)의 무게는 탄성체(130)의 탄성 복귀력에 의해 와이어로프(WR)를 통해 그리퍼(G)로 전달되어 중량물(200)을 수직으로 쉽게 들어 올리는 힘으로 지속적으로 작용하게 된다.

동시에 사용자(300)의 상지에 가해지는 중량물(200)의 무게는 그리퍼(G)와 와이어로프(WR)를 통해 어깨에서 골반으로 전달되므로 상지에 걸리는 부하를 크게 감소시킬 수 있다.

그리고, 들어올려진 중량물(200)을 적재시에도 중량물(200)의 무게는 탄성체(130)의 탄성 신장력과 탄성 복귀력에 의해 와이어로프(WR)를 통해 그리퍼(G)로 전달되어 중량물(200)을 수직으로 쉽게 들어 올리거나 내리는 힘으로 작용하게 된다.

뿐만 아니라, 사용자가 좌,우측 팔 중 어느 한쪽을 자유롭게 움직이더라도 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 풀리(120)에는 와이어로프(WR)가 하나로 연결되어 있기 때문에 와이어로프(WR)와 그리퍼(G)는 자유롭게 움직일 수 있다.

이와 같이, 상기 탄성체(130)의 스프링력으로 사용자(300)의 상지에 걸리는부하를 크게 감소시킬 수 있기 때문에 무거운 중량물을 아래에서 위로 들어올리는 작업과 운반시 발생되는 근골격계 질환을 예방하여 산업재해비용을 절감하고 작업효율을 향상시킴과 동시에 피로감을 현저하게 덜 수 있는 것이다.

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 : 중량물 취급용 상지 지원장치 110 : 프레임
111 : 수직 프레임 111a : 와이어로프 수용홀
111b : 가이드 롤 112 : 수평 프레임
113 : 레일 114 : 하부 하네스(harness)
115 : 측면 지지프레임 120 : 풀리
130 : 탄성체 WR : 와이어로프
G : 그리퍼 B : 브래킷
PB : 풀리브래킷 FB : 고정 브래킷
200 : 중량물 300 : 사용자

Claims (7)

1. 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치에 있어서,
   내부에 와이어로프 수용홀이 형성되고, 상부 내측으로는 와이어로프 가이드 롤이 형성되며, 양측으로 간격을 두는 사이에 레일이 형성되는 한쌍의 수직 프레임과 상기 수직 프레임 사이를 연결하는 수평 프레임으로 이루어지고, 상부 하네스와 하부 하네스가 결합되며, 상기 상부 하네스와 하부 하네스 사이에는 측면 지지프레임이 형성되는 프레임과;
   상기 수직 프레임 사이에 설치되는 풀리 브래킷을 통해 레일을 따라 승,하강 가능함과 동시에 회전 가능하도록 설치되며, 외주면에는 감겨지거나 풀려지는 와이어로프가 하나로 연결되어 있는 풀리와;
   상단이 상기 풀리가 장착되는 풀리브래킷과 연결되고, 하단은 수직 프레임 사이에 설치되는 고정 브래킷을 통해 고정되어 중량물을 들어 올리거나 내리는 작업에 연동하여 탄성력과 탄성 복원력을 통해 신축하면서 중량물의 부하를 최소화하도록 형성되는 탄성체; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성체를 갖는 중량물 취급용 상지 지원장치.
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