KR102358634B1 - 상체 근력 보조 장치 - Google Patents

Abstract

일측의 어깨와 팔 및 타측의 어깨와 팔이 위치될 수 있도록 스트랩이 연결되어 구획된 공간을 형성하는 웨어러블부, 설정된 길이를 가지는 지지바를 포함하며, 상기 웨어러블부의 구획된 공간을 폐쇄하지 않는 위치에서 상기 웨어러블부와 연결되는 프레임부 및 상기 지지바에 회전 가능하도록 연결되며, 관절들이 힌지 가능하게 연결되어 일측의 팔을 지지하는 지지암부를 포함하는 상체 근력 보조 장치가 개시된다.

Description

상체 근력 보조 장치{SUPPORTING APPARATUS FOR UPPER BODY}

본 발명은 착용한 작업자의 상체 근력을 보조하는 상체 근력 보조 장치에 관한 것이다.

산업 현장이 발전된다 하여도 작업자는 필수적으로 필요하다.

최근에는 4차 산업 혁명으로 작업을 로봇이 수행하는 것으로 대체되고 있으나, 완전하게 로봇이 사람을 대체하는 시점은 머나먼 시점의 이야기이다.

따라서 작업자를 보호하는 것은 매우 중요하며, 이를 위하여 다양한 작업 보조기가 활용되고 있다.

이러한 작업 보조기의 일례로는 국내 등록특허 등록번호 제1740573호가 있다. 선행기술은 작업자가 자세 유지구를 착용한 뒤, 팔이 장착되는 부분에 팔을 고정하고, 임의의 위치에 유지 시킴으로써 작업자의 편의를 보완할 수 있는 것이 특징이다.

또 다른 선행기술로는 일본 등록특허 등록번호 제5169469호가 있다. 선행기술은 작업자가 신체에 착용하고, 관절에 따라 회동되거나 거리가 변화되는 구성들을 통하여 자세의 도움을 받으며, 행동을 보조 받는 것이 특징이다. 그러나 이러한 선행기술들에서 확인될 수 있듯이, 종래의 작업자의 작업을 보조하는 작업 보조기는 몇 가지 문제점들을 가지고 있었다.

첫 번째 문제점은 착용이 어렵다는 점이다. 상기의 선행기술들과 같이 종래의 작업 보조기는 신체의 전반을 구속하도록 착용되어야 한다. 이러한 경우 착용 자체가 또 하나의 일이 된다.

두 번째 문제점은 고가라는 점이다. 상기의 선행기술들과 같이 종래의 작업 보조기는 엑츄에이터, 가이드 레일 등 다양하고 복잡한 장치들이 결합된 것으로 생산 비용을 감안하면 고가일 수밖에 없었다. 따라서 작업을 보조하기 위한 보조기에 책정되는 비용으로는 구매하기 어려운 실정이었다.

세 번째 문제점은 조립 공정에서의 작업자의 특성을 반영하지 못하는 장치라는 점이었다. 산업현장에서 작업자는 양 팔을 활용 시, 어느 하나의 팔은 틀을 고정하고, 다른 하나의 팔을 주로 활용한다. 따라서 이 경우 지지하는 하나의 팔의 근력을 보조한다면 충분할 것이다. 그러나 종래의 작업 보조기는 이런 것을 감안하지 않고, 양 팔을 균등하게 보조하도록 형성되었다.

KR 등록번호 제1740573호 JP 등록번호 제5169469호

본 발명은 상기의 문제점을 해결하고자 하는 것으로 착용이 용이한 상체 근력 보조 장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 저가의 상체 근력 보조 장치를 제공하는데 목적이 있다.

또한, 본 발명은 조립 공정에서의 작업자의 특성을 반영하여 한 팔만을 보조할 수 있는 상체 근력 보조 장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명인 상체 근력 보조 장치는 일측의 어깨와 팔 및 타측의 어깨와 팔이 위치될 수 있도록 스트랩이 연결되어 구획된 공간을 형성하는 웨어러블부, 설정된 길이를 가지는 지지바를 포함하며, 상기 웨어러블부의 구획된 공간을 폐쇄하지 않는 위치에서 상기 웨어러블부와 연결되는 프레임부 및 상기 지지바에 회전 가능하도록 연결되며, 관절들이 힌지 가능하게 연결되어 일측의 팔을 지지하는 지지암부를 포함한다.

상기 웨어러블부는 이격된 위치에 3개의 연결부를 가지는 베이스부가 이격되어 위치되고, 상기 이격된 베이스부의 대응되는 연결부의 위치에 스트랩이 연결되며 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 프레임부는 적어도 3개 이상의 지지바가 연결되어 형성되며, 상기 베이스부의 3개의 연결부에 대응되는 각각의 지지바가 고정되며 상기 웨어러블부와 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기 연결부에는 상기 지지바를 감싸며 고정될 수 있는 브라켓부가 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 브라켓부는 상부 바디부와 상기 상부 바디부와 일측이 힌지 연결되는 하부 바디부와 상기 상부 바디부와 상기 하부 바디부를 연결하여 상기 상부 바디부와 상기 하부 바디부의 위치가 유지되도록 하는 걸쇠부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

걸쇠부는 상기 하부 바디부에 힌지 연결되며, 양측에 결합돌기가 형성된 결합부와 상기 상부 바디부에 힌지 연결되며, 양측에 상기 결합돌기가 위치되는 결합홈이 형성된 결속부를 포함하여서, 상기 결합홈에 상기 결합돌기가 위치되고, 상기 상부 바디부를 감싸는 형태로 상기 결속부가 이동하여 상기 결합부와 결속부가 연결되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 본 발명은 구획된 공간에 작업자가 신체를 고정하면 되므로, 착용이 편리하다.

또한, 본 발명은 스트랩과 브라켓부를 활용하여 형성되므로 저가이다.

또한, 본 발명은 한 팔만을 보조할 수 있도록 형성되어 조립 공정의 작업자에게 적합할 수 있다.

도 1은 본 발명인 상체 근력 보조 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명인 상체 근력 보조 장치의 웨어러블부의 사시도이다.
도 3은 본 발명인 상체 근력 보조 장치의 프레임부와 브라켓부의 정면도이다.
도 4는 본 발명인 상체 근력 보조 장치의 브라켓부가 고정된 상태의 사시도이다.
도 5는 본 발명인 상체 근력 보조 장치의 브라켓부의 고정이 해제된 상태의 사시도이다.
도 6은 본 발명인 상체 근력 보조 장치의 브라켓부의 고정 및 해제 순서도이다.

이하, 본 발명의 일실시예를 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 그러나 이는 본 발명의 범위를 한정하려고 의도된 것은 아니다.

각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 도면에 도시된 구성요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시될 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐이고, 본 발명의 범위를 한정하는 것이 아니다.

도 1은 본 발명인 상체 근력 보조 장치의 사시도이다.

도 2는 본 발명인 상체 근력 보조 장치의 웨어러블부의 사시도이다.

본 발명인 상체 근력 보조 장치는 웨어러블부(100), 프레임부(200), 지지암부를 포함한다.

웨어러블부(100)는 스트랩(130)이 상호 연결되어 일측의 어깨와 팔, 타측의 어깨와 팔이 위치될 수 있도록 구획된 공간을 형성하여, 작업자가 용이하게 착용할 수 있도록 한다. 일례로 도 2에서 도시된 바와 같이, 하측의 공간, 일측의 공간, 타측의 공간으로 구획될 수 있으며, 본 발명은 한쪽 팔을 보조하기 위해 특화되어 있으므로 일측의 공간보다 타측의 공간이 더 크게 형성됨이 바람직하다.

웨어러블부(100)는 보다 정확하게 베이스부, 스트랩(130)으로 구성될 수 있다. 여기서 설명의 편의를 위하여 작업자가 착용 시 가슴쪽에 위치되는 베이스부를 제1베이스부(110), 등쪽에 위치되는 베이스부를 제2베이스부(120)라고 명명하도록 하며, 스트랩(130) 각각을 제1스트랩(131), 제2스트랩(132), 제3스트랩(133)이라고 명명하겠다.

제1베이스부(110)와 제2베이스부(120)는 연결부(140)를 포함할 수 있다. 제1베이스부(110)와 제2베이스부(120)는 삼각형의 형상으로 형성되어 모서리 부분에 연결부(140)가 형성될 수 있다. 따라서 연결부(140)는 3개일 수 있다.

제1베이스부(110)와 제2베이스부(120)는 이격되어 위치되고, 각각의 연결부(140)에 대응되는 스트랩(130)이 위치될 수 있다. 일례로 제1베이스부(110), 제2베이스부(120)의 연결부(140)를 도 2에서 상부에 있는 부분을 제1연결부(141)라고 명명하고, 시계 방향에 따라 제2연결부(142), 제3연결부(143)라고 명명하면, 제1베이스부(110)와 제2베이스부(120)의 제1연결부(141)에는 제1스트랩(131)이 연결되고, 제2연결부(142)에는 제2스트랩(132), 제3연결부(143)에는 제3스트랩(133)이 연결될 수 있다.

여기서, 각각의 스트랩(130)은 길이가 상이하며, 제3스트랩(133)의 길이가 제1, 2 스트랩(130)의 길이보다 길 수 있다.

이처럼 각각의 스트랩(130)이 각각의 베이스부에 연결되어 웨어러블부(100)는 구획된 공간을 가질 수 있다.

또한, 원가를 절감하기 위하여 각각의 스트랩(130)에는 원형의 돌기가 양단에 형성되고 각각의 베이스부의 연결부(140)에 이 원형의 돌기가 억지 인입되어 고정되도록 구성하여 간단히 각각의 스트랩(130)이 각각의 베이스부에 용이하게 고정될 수 있다.

프레임부(200)는 설정된 길이를 가지는 복수개의 지지바가 연결되어 형성된다. 그리고 프레임부(200)는 웨어러블부(100)에 연결되되, 웨어러블부(100)의 구획된 공간을 폐쇄하지 않는 위치에 연결된다. 따라서 프레임부(200)는 제1베이스부(110)의 일면 또는 제2베이스부(120)의 일면에 연결될 수 있다. 여기서는 설명의 편의를 위하여 프레임부(200)가 제2베이스부(120)의 일면에 연결되는 것으로 설명을 하도록 하겠다.

그 전에 프레임부(200)의 형상에 대하여 살펴보면, 프레임부(200)는 오각형으로 형성될 수 있다. 여기서, 오각형은 정오각형이 아닌 일그러진 형태의 오각형일 수 있다. 즉 5개의 지지바가 각각 연결되는 형태로 형성될 수 있다. 이는 어깨뼈의 형태와 유사하게 형성될 수 있다.

본 발명의 프레임부(200)가 위와 같은 형태로 형성된 이유는 본 발명의 프레임부(200)는 작업자의 등에 밀착되므로, 작업자에게 피로를 누적시키지 않기 위하여 이다. 여기서, 프레임부(200)의 중심은 일측으로 편중되어 있다. 이는 후술하여 설명할 지지암부가 장착되기 위함이다.

프레임부(200)는 제2베이스부(120)에 연결되되, 각각의 연결부(140)에 각각의 지지부가 맞닿으며 연결되어 고정된다. 따라서 프레임부(200)는 전술한 장점을 포기한다면, 일례로 적어도 삼각형의 형상으로 형성되어야 하며, 따라서 3개 이상의 지지바가 연결되며 형성되어야 한다.

도 3은 본 발명인 상체 근력 보조 장치의 프레임부와 브라켓부의 정면도이다.

프레임부(200)는 제2베이스부(120)의 일면에 브라켓부(300)를 통하여 연결된다.

여기서, 브라켓부(300)는 제2베이스부(120)의 연결부(140)에 형성된다. 즉, 3개의 브라켓부(300)가 연결부(140)에 형성된다. 브라켓부(300)는 지지바를 감싸는 형태로 프레임부(200)를 웨어러블부(100)에 고정한다. 따라서 브라켓부(300)는 각각 상이한 위치로 배열된다.

전술한 바와 같이 본 발명의 프레임부(200)는 오각형의 형태로 형성된다. 따라서 브라켓부(300)는 개구부가 프레임부(200)의 길이방향과 평행한 방향으로 위치되어야 할 것이다.

이하에서는 3개의 브라켓부(300)를 설명의 편의를 위하여 각각 제1브라켓부(310) 내지 제3브라켓부(330)라고 명명하겠다.

제1연결부(141)에 위치되는 제1브라켓부(310)는 지지바의 길이방향과 평행한 방향으로 위치되기 위하여 제1방향을 향하여 배열되며 위치된다. 제2연결부(142)에 위치되는 제2브라켓부(320)는 제1방향과 설정된 각도를 이루는 제2방향으로 배열되며 위치된다. 또한, 제3연결부(143)에 위치되는 제3브라켓부(330) 역시 제1방향, 제2방향과 설정된 각도를 이루는 제3방향으로 배열되며 위치된다.

따라서 제2브라켓부(320)와 제3브라켓부(330)가 배열된 방향을 보면 상호 반대의 설정된 각도를 가지며 배열된 것을 알 수 있다.

이와 같이 제1 내지 3 브라켓부(300)가 위치되어 각각 대응하는 위치의 지지바를 감싸며 프레임부(200)를 제2베이스부(120)에 고정할 수 있다.

도 4는 본 발명인 상체 근력 보조 장치의 브라켓부가 고정된 상태의 사시도이다.

도 5는 본 발명인 상체 근력 보조 장치의 브라켓부의 고정이 해제된 상태의 사시도이다.

도 6은 본 발명인 상체 근력 보조 장치의 브라켓부의 고정 및 해제 순서도이다.

브라켓부(300)는 상부 바디부(301), 하부 바디부(302) 걸쇠부(303)로 구성될 수 있다. 상부 바디부(301)와 하부 바디부(302)는 대응되는 형상으로 형성될 수 있으며, 'U'의 형태로 관찰될 수 있다. 그럼으로 인하여 형성되는 공간에 지지바를 위치시킬 수 있고, 그로 인하여

상부 바디부(301)와 하부 바디부(302)는 일측에서 힌지 결합으로 연결된다. 따라서 상부 바디부(301)와 하부 바디부(302)는 설정된 축을 따라서 상호 회동 가능할 수 있다.

상부 바디부(301)와 하부 바디부(302)는 걸쇠부(303)를 통하여 이동이 제약될 수 있다. 걸쇠부(303)는 결합부(304)와 결속부(305)로 구성될 수 있다.

결합부(304)는 하부 바디부(302)의 타측에 회동 가능하게 힌지 결합될 수 있다.

결합부(304)는 라운딩하게 형성되며, 하부 바디부(302)와 연결된 부분과 대향하는 위치에 양측으로 결합돌기(306)가 형성될 수 있다.

결속부(305)는 상부 바디부(301)의 타측에 회동 가능하게 힌지 결합될 수 있다.

결속부(305)는 절개부가 형성되어 결합부(304)가 회동되어 이 절개부에 위치될 수 있다. 결속부(305)에는 대응되는 위치에 결합홈(307)이 형성될 수 있다. 따라서 결합홈(307)에 결합돌기(306)가 위치된 채, 결속부(305)가 회동되어 결합부(304)와 연결되어 결속됨으로써 상부 바디부(301)와 하부 바디부(302)는 그 위치가 유지될 수 있다.

즉, 도 4에서 도시된 바와 같이, 상부 바디부(301)를 회동시켜 결속부(305)가 결합부(304)와 인접하게 위치시키고, 결합부(304)의 결합돌기(306)가 결속부(305)의 결합홈(307)에 위치되도록 하고, 그 후 결속부(305)의 끝단부가 하부 바디부(302)와 먼쪽으로 이동되도록 회동시키며, 상부 바디부(301)가 하부 바디부(302)와 정렬된 위치에 위치되도록 하여 브라켓부(300)는 그 위치가 유지되어 내측에 프레임부(200)를 위치시킬 수 있다. (도 6에서 (c) -> (b) -> (a) 순으로 진행)

여기서, 결속을 해체하기 위하여는 위 절차를 반대로 수행하면 될 것이다. (도 6에서 (a) -> (b) -> (c) 순으로 진행)

지지암부(400)는 지지바에 회전 가능하게 연결된다. 지지암부(400)가 고정되는 지지바는 프레임부(200)의 일측이 바람직하다. 따라서 지지암부(400)는 작업자의 팔을 방해하지 않으며, 관절들이 회동되어 작업자의 가슴 쪽으로 위치될 수 있기 때문이다.

지지암부(400)는 관절들을 포함하는데, 관절들은 힌지 가능하게 연결된다. 지지암부(400)의 단부에는 'U'형상의 지지부가 형성되어 있다. 지지부는 작업자의 일측의 팔이 위치될 수 있어서, 지지부는 작업자의 팔을 지지하여 작업을 보조할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시 예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 웨어러블부
110 제1베이스부
120 제2베이스부
130 스트랩
131 제1스트랩
132 제2스트랩
133 제3스트랩
140 연결부
141 제1연결부
142 제2연결부
143 제3연결부
200 프레임부
300 브라켓부
301 상부 바디부
302 하부 바디부
303 걸쇠부
304 결합부
305 결속부
306 결합돌기
307 결합홈
310 제1브라켓부
320 제2브라켓부
330 제3브라켓부
400 지지암부

Claims (6)

1. 일측의 어깨와 팔 및 타측의 어깨와 팔이 위치될 수 있도록 스트랩이 연결되어 구획된 공간을 형성하는 웨어러블부;
   설정된 길이를 가지는 지지바를 포함하며, 상기 웨어러블부의 구획된 공간을 폐쇄하지 않는 위치에서 상기 웨어러블부와 연결되는 프레임부; 및
   상기 지지바에 회전 가능하도록 연결되며, 관절들이 힌지 가능하게 연결되어 일측의 팔을 지지하는 지지암부를 포함하며
   상기 웨어러블부는
   이격된 위치에 3개의 연결부를 가지는 베이스부가 이격되어 위치되고,
   상기 이격된 베이스부의 대응되는 연결부의 위치에 스트랩이 연결되며 형성되는 것을 특징으로 하며,
   상기 프레임부는
   적어도 3개 이상의 지지바가 연결되어 형성되며, 상기 베이스부의 3개의 연결부에 대응되는 각각의 지지바가 고정되며 상기 웨어러블부와 연결되는 것
   을 특징으로 하는 상체 근력 보조 장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 연결부에는
   상기 지지바를 감싸며 고정될 수 있는 브라켓부가 설치된 것
   을 특징으로 하는 상체 근력 보조 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 브라켓부는
   상부 바디부와 상기 상부 바디부와 일측이 힌지 연결되는 하부 바디부와 상기 상부 바디부와 상기 하부 바디부를 연결하여 상기 상부 바디부와 상기 하부 바디부의 위치가 유지되도록 하는 걸쇠부를 포함하는 것
   을 특징으로 하는 상체 근력 보조 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 걸쇠부는
   상기 하부 바디부에 힌지 연결되며, 양측에 결합돌기가 형성된 결합부와 상기 상부 바디부에 힌지 연결되며, 양측에 상기 결합돌기가 위치되는 결합홈이 형성된 결속부를 포함하여서,
   상기 결합홈에 상기 결합돌기가 위치되고, 상기 상부 바디부를 감싸는 형태로 상기 결속부가 이동하여 상기 결합부와 결속부가 연결되는 것
   을 특징으로 하는 상체 근력 보조 장치.

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