KR102369074B1

KR102369074B1 - Wearable assisting device

Info

Publication number: KR102369074B1
Application number: KR1020200083226A
Authority: KR
Inventors: 나병훈; 권철민
Original assignee: 주식회사 엔젤로보틱스
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2022-03-02
Also published as: KR20220005714A

Abstract

본 발명은 x축 방향 보행을 보조하기 위하여 착용자의 고관절에 보조력을 제공하면서도 착용자의 고관절의 x축 중심 내전과 외전을 허용하여 착용자의 자연스러운 보행을 가능하게 하고, 착용자가 착용형 보조장치의 착용과정에서 고관절 구동기를 포함하는 하지 구조가 골반 구조로부터 z축 중심으로 회전 또는 전개되도록 하여 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 착용형 보조장치에 관한 것이다.The present invention allows the wearer's natural gait by allowing the x-axis central adduction and abduction of the wearer's hip joint while providing an assisting force to the wearer's hip joint to assist the wearer's walking in the x-axis direction, and allows the wearer to wear a wearable assistive device The present invention relates to a wearable assistive device capable of improving user convenience by allowing a lower extremity structure including a hip joint actuator to rotate or deploy from a pelvic structure to a z-axis center in the process.

Description

WEARABLE ASSISTING DEVICE

본 발명은 착용형 보조장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 x축 방향 보행을 보조하기 위하여 착용자의 고관절에 보조력을 제공하면서도 착용자의 고관절의 x축 중심 내전과 외전을 허용하여 착용자의 자연스러운 보행을 가능하게 하고, 착용자가 착용형 보조장치의 착용과정에서 고관절 구동기를 포함하는 하지 구조가 골반 구조로부터 z축 중심으로 회전 또는 전개되도록 하여 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 착용형 보조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a wearable assistive device. More specifically, the present invention provides an assisting force to the wearer's hip joint to assist in walking in the x-axis direction while allowing the wearer's x-axis central adduction and abduction of the hip joint to enable natural walking of the wearer, and The present invention relates to a wearable assistive device capable of improving user convenience by allowing a lower extremity structure including a hip joint actuator to be rotated or deployed from a pelvic structure to a z-axis center during the wearing process of the assistive device.

최근 일상 생활이 불가능한 신체능력을 가진 장애인, 환자 또는 노약자를 위한 착용형 보조장치 또는 체력이나 신체능력을 강화하기 위한 산업용 또는 군사용 착용형 보조장치의 개발이 진행되고 있다.Recently, the development of wearable assistive devices for the disabled, patients, or the elderly with physical abilities that are impossible for daily living, or industrial or military wearable assistive devices to enhance physical strength or physical ability is in progress.

장애인, 환자 또는 노약자를 위한 착용형 보조장치의 경우에는 신체 능력, 요구되는 보조력의 크기 또는 역할에 따라 완전마비 장애인용 착용형 보조장치와 노약자 또는 부분마비 환자 또는 장애인용 착용형 보조장치로 분류될 수 있다.In the case of wearable assistive devices for the disabled, patients, or the elderly, they are classified into wearable assistive devices for the paralyzed disabled and wearable assistive devices for the elderly or partially paralyzed or disabled depending on their physical ability and the size or role of assistive force required. can be

이러한 착용형 보조장치의 경우, 배터리와 컨트롤러 등이 구비되며 착용자의 등에 장착되는 본체, 각각의 관절을 구동하기 위한 고관절 및 슬관절에 장착되는 관절 구동기, 각각의 관절 구동기에 연결되고 착용자의 대퇴 또는 하퇴를 지지하기 위한 지지유닛을 포함하는 형태가 주를 이루고 있다.In the case of such a wearable auxiliary device, a main body equipped with a battery and a controller and mounted on the wearer's back, a joint actuator mounted on the hip and knee joints for driving each joint, and connected to each joint actuator, the wearer's thigh or lower leg It mainly consists of a form including a support unit for supporting the.

이러한 착용형 보조장치의 경우, 착용자의 관절 근방에 관절 구동기를 배치하고 착용자의 보행동작에 따라 착용자의 대퇴 또는 하퇴에 보조토크 형태의 보조력을 제공하여 착용자의 보행을 보조할 수 있다.In the case of such a wearable assistive device, it is possible to assist the wearer's walking by disposing a joint actuator in the vicinity of the wearer's joints and providing an assistive torque in the form of an auxiliary torque to the wearer's thigh or lower leg according to the wearer's gait motion.

3차원 좌표 공간에서 착용자가 x축 방향으로 보행한다고 가정하는 경우, 각각의 관절 구동기는 고관절 및 슬관절의 보행 방향인 x축 방향 및 수직 방향인 z축 방향과 평행한 y축을 중심으로 회전하며 보조력을 제공한다. 즉, 관절 구동기는 역시 착용자의 보행시 관절의 회전 방향에 대응하는 y축 중심으로 회전되도록 구성될 수 있다.If it is assumed that the wearer walks in the x-axis direction in the three-dimensional coordinate space, each joint actuator rotates about the y-axis parallel to the x-axis direction, which is the walking direction of the hip and knee joints, and the y-axis, which is perpendicular to the z-axis direction. provides That is, the joint actuator may also be configured to rotate around the y-axis corresponding to the rotation direction of the joint when the wearer walks.

신체의 고관절 등은 보행시 y축 중심으로 회전되어 보행 동작이 수행되지만, y축 중심 회전 외에도 어느 정도의 x축 또는 z축 중심 회전 움직임이 발생되며, 이러한 신체구조의 특성을 갖는 착용자가 y축 중심 회전만을 가정하여 설계된 관절 구동기 또는 관절 구조를 갖는 착용형 보조장치를 착용하면 상당한 불편함 또는 통증 등을 느끼게 된다.The hip joint of the body is rotated around the y-axis during walking to perform a walking motion, but in addition to the y-axis rotation, some degree of x-axis or z-axis rotational movement occurs. Wearing a joint actuator designed assuming only central rotation or a wearable assistive device having a joint structure causes considerable discomfort or pain.

미국 특허출원 공개번호 2012-0271207 A1호 (2012.10.25 공개)US Patent Application Publication No. 2012-0271207 A1 (published on October 25, 2012)

본 발명은 x축 방향 보행을 보조하기 위하여 착용자의 고관절에 보조력을 제공하면서도 착용자의 고관절의 x축 중심 내전과 외전을 허용하여 착용자의 자연스러운 보행을 가능하게 하고, 착용자가 착용형 보조장치의 착용과정에서 고관절 구동기를 포함하는 하지 구조가 골반 구조로부터 z축 중심으로 회전 또는 전개되도록 하여 사용자 편의성을 향상시킬 수 있는 착용형 보조장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention allows the wearer's natural gait by allowing the x-axis central adduction and abduction of the wearer's hip joint while providing an assisting force to the wearer's hip joint to assist the wearer's walking in the x-axis direction, and allows the wearer to wear a wearable assistive device An object of the present invention is to provide a wearable auxiliary device capable of improving user convenience by allowing the lower extremity structure including the hip joint actuator to rotate or deploy from the pelvic structure to the z-axis center in the process.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 제어신호를 제공하는 컨트롤러 및 전원 제공을 위한 배터리를 포함하는 본체부; 상기 본체부가 후방에 장착되며, 착용자의 허리 영역을 감싸며 장착되고, 착용자의 고관절 측면 영역으로 연장되는 몸체유닛; 착용자의 고관절 측면 영역으로 연장된 상기 몸체유닛 양 단부에 장착되는 한 쌍의 고관절 구동기; 및, 상기 고관절 구동기에 장착되어 상기 고관절 구동기에 의하여 회전 구동되며, 착용자의 대퇴에 회전 보조력을 제공하는 대퇴 지지유닛;을 포함하고, 상기 몸체유닛에 장착된 고관절 구동기는 상기 대퇴 지지유닛을 보행 방향인 x축 방향 및 수직 방향인 z축 방향과 수직한 y축 중심으로 회전 구동되어 착용자의 고관절에 보조력을 제공하고, 상기 몸체유닛은 상기 본체부가 후방에 장착된 상태로 착용자의 허리 또는 등판 영역에 배치되는 등판부, 착용자의 허리 영역을 감싸고 고관절 측면 영역으로 연장되고, 고관절 구동기가 장착되는 한 쌍의 연장부 및 상기 등판부와 상기 연장부를 연결하는 구동부를 포함하며, 상기 연장부의 일단은 상기 등판부 하부에서 상기 구동부와 연결되고, 상기 연장부의 타단은 착용자의 고관절 측면 영역으로 연장되어 고관절 구동기와 연결되고, 상기 연장부는 상기 구동부와 연결을 위한 마운트부재, 상기 마운트부재에 x축 방향 힌지축에 회전 가능하게 장착되며 착용자의 고관절 측면 영역으로 연장되는 연장 프레임 및 상기 연장 프레임의 단부에서 고관절 구동기가 장착되는 구동기 장착부재를 더 구비하여, 상기 대퇴 지지유닛이 장착된 상기 고관절 구동기는 상기 몸체유닛에 x축 중심으로 회전 가능하게 장착되어 착용자 고관절의 x축 중심 내전 또는 외전을 허용하는 것을 특징으로 하는 착용형 보조장치를 제공할 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a controller for providing a control signal and a main body including a battery for providing power; a body unit mounted on the rear side of the main body, wrapped around the wearer's waist region, and extending to the wearer's hip joint side region; a pair of hip joint actuators mounted on both ends of the body unit extending to the side area of the wearer's hip joint; and a femoral support unit mounted on the hip joint actuator, rotationally driven by the hip joint actuator, and providing rotational assisting force to the wearer's thigh, wherein the hip joint actuator mounted on the body unit walks the thigh support unit. It is rotationally driven about the x-axis direction, which is the direction, and the y-axis, which is perpendicular to the vertical direction, the z-axis direction to provide auxiliary force to the hip joint of the wearer, and the body unit is a waist or back plate of the wearer with the body part mounted at the rear. It includes a back plate disposed in the region, a pair of extension parts that surround the wearer's waist region and extend to the hip joint side region, to which a hip joint actuator is mounted, and a driving part connecting the back plate part and the extension part, wherein one end of the extension part is It is connected to the driving unit from the lower part of the back plate, and the other end of the extension is extended to the side area of the hip joint of the wearer to be connected to the hip joint actuator, and the extension is a mount member for connection with the driving unit, and an x-axis hinge on the mount member An extension frame that is rotatably mounted on a shaft and extends to the side area of the hip joint of the wearer, and an actuator mounting member on which the hip joint actuator is mounted at an end of the extension frame, wherein the hip joint actuator to which the femoral support unit is mounted is the body It is possible to provide a wearable auxiliary device characterized in that it is rotatably mounted on the unit about the x-axis to allow the x-axis central adduction or abduction of the wearer's hip joint.

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여기서, 상기 구동기 장착부재는 상기 연장 프레임에 z축 방향 힌지축에 의하여 체결되어, 상기 고관절 구동기가 장착된 상기 구동기 장착부재는 상기 연장 프레임에 대해 z축 방향 회전 또는 전개가 가능할 수 있다.Here, the actuator mounting member may be fastened to the extension frame by a z-axis hinge axis, and the actuator mounting member to which the hip joint actuator is mounted may be rotated or deployed in the z-axis direction with respect to the extension frame.

이 경우, 상기 구동기 장착부재의 상기 연장 프레임에 대한 전개를 차단하기 위한 전개 차단수단이 구비될 수 있다.In this case, a deployment blocking means for blocking deployment of the driver mounting member with respect to the extension frame may be provided.

또한, 상기 전개 차단수단은 상기 구동기 장착부재에 진퇴 가능하게 장착되며 내측단에 후크를 구비하는 후크부재, 상기 연장 프레임 단부에 구비되어 상기 후크부재의 후크에 걸림 고정되어 상기 구동기 장착부재의 전개를 차단하는 고정후크를 포함할 수 있다.In addition, the deployment blocking means is mounted on the driver mounting member so as to move forward and backward, and a hook member having a hook at the inner end, is provided at the end of the extension frame and fixed to the hook of the hook member to prevent deployment of the driver mounting member. It may include a fixing hook to block.

그리고, 상기 구동기 장착부재에 장착된 후크부재가 상기 연장 프레임의 코정후크에 걸림 고정되는 방향으로 탄성 지지되도록 상기 구동기 장착부재와 상기 후크부재 사이에 탄성부재가 구비될 수 있다.An elastic member may be provided between the driver mounting member and the hook member so that the hook member mounted on the driver mounting member is elastically supported in a direction in which the hook member is caught and fixed to the co-fixing hook of the extension frame.

여기서, 상기 대퇴 지지유닛 단부에 장착되는 한 쌍의 슬관절 구동기; 상기 슬관절 구동기에 의하여 구동되며, 착용자의 대퇴에 회전 보조력을 제공하는 하퇴 지지유닛; 및, 상기 하퇴 지지유닛의 단부에 장착되어, 착용자의 발을 지지하는 족유닛;을 더 포함할 수 있다.Here, a pair of knee actuators mounted on the end of the femoral support unit; a lower leg support unit driven by the knee joint actuator and providing rotational assistance to the wearer's thigh; And, it is mounted on the end of the lower leg support unit, the foot unit for supporting the wearer's feet; may further include.

본 발명에 따른 착용형 보조장치에 의하면, 관절 구동기의 구동방향 이외의 고관절의 내전과 외전을 허용하여 자연스러운 보행동작을 가능하게 하고, 착용형 보조장치 착용자의 불편함을 최소화할 수 있다.According to the wearable auxiliary device according to the present invention, it is possible to allow natural gait motion by allowing adduction and abduction of the hip joint other than the driving direction of the joint actuator, and it is possible to minimize the discomfort of the wearer of the wearable auxiliary device.

또한, 본 발명에 따른 착용형 보조장치에 의하면, 착용형 보조장치의 착용시 고관절 구동기 이하의 하지 구조가 골반 영역의 몸체유닛으로부터 z축 중심으로 전개되도록 하여 착용 편이성을 도모할 수 있다. In addition, according to the wearable auxiliary device according to the present invention, when the wearable auxiliary device is worn, the lower extremity structure below the hip joint actuator is developed from the body unit in the pelvic region to the z-axis, thereby improving the wearing convenience.

도 1은 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 정면 사시도를 도시하며, 도 2는 도 1에 도시된 착용형 보조장치의 후면 사시도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 착용형 보조장치를 구성하는 몸체유닛의 후면도를 도시하며, 도 4는 도 3에 도시된 몸체유닛의 양방향 사시도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 상체 구조의 전면도와 후면도를 도시한다.
도 6은 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 어느 하나의 고관절 구동기가 내전된 상태의 상체 구조의 전면도와 후면도를 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 어느 하나의 고관절 구동기가 외전된 상태의 상체 구조의 전면도와 후면도를 도시한다.
도 8은 본 발명에 따른 착용형 보조장치가 테이블 등에 거치된 상태를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 착용형 보조장치가 테이블 등에 거치된 상태에서 고관절 구동기가 장착된 구동기 장착부재가 몸체유닛으로부터 전개된 상태를 도시한다.
도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 착용형 보조장치를 구성하는 고관절 구동기가 장착된 구동기 장착부재가 몸체유닛에서 전개가 차단된 상태, 전개가 가능한 상태 및 전개된 상태의 몸체유닛과 구동기 장착부재의 확대도를 도시한다.1 shows a front perspective view of a wearable auxiliary device according to the present invention, and FIG. 2 shows a rear perspective view of the wearable auxiliary device shown in FIG. 1 .
3 shows a rear view of the body unit constituting the wearable auxiliary device according to the present invention, and FIG. 4 shows a bidirectional perspective view of the body unit shown in FIG. 3 .
5 shows a front view and a rear view of the upper body structure of the wearable auxiliary device according to the present invention.
6 shows a front view and a rear view of the upper body structure in a state in which one of the hip joint actuators of the wearable auxiliary device according to the present invention is pronated.
7 shows a front view and a rear view of the upper body structure in a state in which any one hip joint actuator of the wearable auxiliary device according to the present invention is abducted.
8 shows a state in which the wearable auxiliary device according to the present invention is mounted on a table or the like.
9 shows a state in which the actuator mounting member equipped with the hip joint actuator is deployed from the body unit in a state in which the wearable auxiliary device according to the present invention is mounted on a table or the like.
10 to 12 show the actuator mounting member equipped with the hip joint actuator constituting the wearable auxiliary device according to the present invention in a state in which deployment is blocked in the body unit, in a state in which deployment is possible, and in a state in which the body unit and the actuator mounting member are in a deployed state. shows an enlarged view of

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed subject matter may be thorough and complete, and the spirit of the invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Like reference numbers refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)의 정면 사시도를 도시하며, 도 2는 도 1에 도시된 착용형 보조장치(1000)의 후면 사시도를 도시한다. 1 is a front perspective view of a wearable auxiliary device 1000 according to the present invention, and FIG. 2 is a rear perspective view of the wearable auxiliary device 1000 shown in FIG. 1 .

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 명세서에서 상기 착용형 보조장치(1000)은 장애인, 노약자 또는 환자(이하, '착용자'라 함)의 하체에 착용하여, 보행 동작을 보조하는 로봇일 수 있다. 여기서 보행 동작을 보조한다는 의미는 하체의 운동 기능이 일부 존재하는 착용자의 독립적인 보행을 가능하도록 고관절과 슬관절에 부족한 근력 등을 보전하기 위한 구동력을 제공한다는 의미이다.1 and 2 , in the present specification, the wearable assistive device 1000 may be a robot that assists gait motion by being worn on the lower body of a disabled person, the elderly, or a patient (hereinafter referred to as a 'wearer'). . Here, assisting the gait motion means providing a driving force for preserving muscle strength that is lacking in the hip and knee joints to enable independent walking of the wearer who has some movement function of the lower body.

상기 착용형 보조장치는 제어신호를 제공하는 컨트롤러 및 전원 제공을 위한 배터리를 포함하는 본체부(500); 상기 본체부가 후방에 장착되며, 착용자의 허리 영역을 감싸며 장착되고, 착용자의 고관절 측면 영역으로 연장되는 몸체유닛(400); 착용자의 고관절 측면 영역으로 연장된 상기 몸체유닛(400) 양 단부에 장착되는 한 쌍의 고관절 구동기(100a, 100b); 상기 고관절 구동기에 의하여 구동되며, 착용자의 대퇴에 회전 보조력을 제공하는 대퇴 지지유닛(200a, 200b)을 포함하여 구성될 수 있다.The wearable auxiliary device includes: a main body 500 including a controller for providing a control signal and a battery for providing power; a body unit 400 that is mounted on the rear of the main body, wraps around the waist area of the wearer, and extends to the hip joint side area of the wearer; a pair of hip joint actuators (100a, 100b) mounted on both ends of the body unit (400) extending to the side area of the wearer's hip joint; It is driven by the hip joint actuator, and may be configured to include a femoral support unit (200a, 200b) that provides rotational assistance to the wearer's thigh.

또한, 착용자의 고관절의 보조 이외에도 슬관절까지 보조하기 위해서, 상기 대퇴 지지유닛 단부에 장착되는 한 쌍의 슬관절 구동기(100c, 100d); 상기 슬관절 구동기에 의하여 구동되며, 착용자의 대퇴에 회전 보조력을 제공하는 하퇴 지지유닛(200c, 200d); 및, 상기 하퇴 지지유닛의 단부에 장착되어, 착용자의 발을 지지하는 한 쌍의 족유닛(300a, 300b);을 더 포함하여 구성될 수 있다.In addition, in order to assist the knee joint in addition to assisting the wearer's hip joint, a pair of knee joint actuators (100c, 100d) mounted on the end of the femoral support unit; Lower leg support units (200c, 200d) that are driven by the knee joint actuator and provide rotational assistance to the wearer's thighs; And, it is mounted on the end of the lower leg support unit, a pair of foot units (300a, 300b) for supporting the wearer's feet; may be configured to further include.

상기 본체부(500)는 몸체유닛(400)에 장착되며, 한 쌍의 다리 유닛 역시 몸체유닛(400) 양단에 장착될 수 있다.The body part 500 is mounted on the body unit 400 , and a pair of leg units may also be mounted on both ends of the body unit 400 .

여기서, 상기 다리 유닛은 고관절과 슬관절에 각각 구비되어 대퇴와 하퇴에 보조 토크를 제공하여 착용자의 독립 보행을 보조할 수 있다.Here, the leg unit may be provided at the hip joint and the knee joint, respectively, and provide auxiliary torque to the thigh and lower leg to assist the wearer's independent walking.

따라서, 각각의 다리 유닛의 고관절과 슬관절 대응영역에는 구동 토크 제공을 위한 구동장치가 구비될 수 있다. 각각의 구동장치는 각각 구동모터를 구비하는 관절 구동기(100)로 구성될 수 있다. Accordingly, a driving device for providing a driving torque may be provided in a region corresponding to the hip joint and the knee joint of each leg unit. Each driving device may be composed of a joint actuator 100 having a driving motor, respectively.

각각의 다리유닛은 한 쌍의 고관절 구동기(100a, 100b), 각각 한 쌍의 고관절 구동기(100a, 100b)에 연결되어 착용자의 대퇴를 지지 또는 보조하는 한 쌍의 대퇴 지지유닛(200a, 200b), 한 쌍의 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 하단에 연결되는 한 쌍의 슬관절 구동기(100c, 100d), 한 쌍의 슬관절 구동기(100c, 100d)에 연결되어 착용자의 하퇴를 지지 또는 보조하는 한 쌍의 하퇴 지지유닛(200c, 200d) 그리고 각각의 하퇴 지지유닛(200c, 200d) 하단에 연결되며 착용자의 발을 지지하는 한 쌍의 족유닛(300a, 300b)을 포함하여 구성될 수 있다.Each leg unit is connected to a pair of hip joint actuators (100a, 100b), respectively, a pair of hip joint actuators (100a, 100b) to support or assist the wearer's thigh (200a, 200b), A pair of knee joint actuators (100c, 100d) connected to the bottom of a pair of femoral support units (200a, 200b), a pair of knee joint actuators (100c, 100d) connected to a pair of supporting or assisting the lower leg of the wearer The lower leg support unit (200c, 200d) and each lower leg support unit (200c, 200d) is connected to the lower end and may be configured to include a pair of foot units (300a, 300b) for supporting the wearer's feet.

상기 관절 구동기(100a, 100b, 100c, 100d)를 착용자의 고관절과 슬관절 관절부위에 각각 설치할 수 있으며, 골반과 대퇴가 만나는 부위에 고관절 구동기(100a, 100b)가 설치되고, 대퇴와 하퇴 경계의 무릎 부위에 슬관절 구동기(100c, 100d)가 설치될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 착용형 보조장치(1000)는 착용자의 고관절과 슬관절에만 관절 구동기(100)가 구비되는 예가 도시되었으나, 필요에 따라 발목관절에도 별도의 구동장치를 구비할 수 있다.The joint actuators 100a, 100b, 100c, and 100d may be installed in the hip and knee joint regions of the wearer, respectively, and the hip joint actuators 100a and 100b are installed in the area where the pelvis and the thigh meet, and the knee of the thigh and lower thigh boundary The knee joint actuators (100c, 100d) may be installed in the region. Although the wearable auxiliary device 1000 shown in FIGS. 1 and 2 is an example in which the joint actuator 100 is provided only in the hip and knee joints of the wearer, a separate driving device may also be provided in the ankle joint if necessary.

그리고, 각각의 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 및 하퇴 지지유닛(200c, 200d)에는 착용자의 대퇴와 하퇴를 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 및 하퇴 지지유닛(200c, 200d)에 고정하기 위한 적어도 하나의 착용유닛(600)를 구비할 수 있으며, 각각의 관절 구동기(100)에서 제공되는 구동력은 결국 착용유닛(600)를 통해 착용자의 대퇴 또는 하퇴에 전달되어 독립 보행을 보조할 수 있다.And, each of the femoral support units (200a, 200b) and the lower leg support units (200c, 200d) has the wearer's thighs and lower thighs at least for fixing to the femoral support units (200a, 200b) and the lower leg support units (200c, 200d). One wearing unit 600 may be provided, and the driving force provided from each joint actuator 100 is eventually transmitted to the thigh or lower leg of the wearer through the wearing unit 600 to assist independent walking.

이와 같은 한 쌍의 다리유닛은 착용자의 측면을 따라 배치되고, 전술한 상기 본체부(500)는 착용자의 상체 등판 후방에 배치되므로, 상기 몸체유닛(400)을 통해 상기 본체부가 후방에 장착되며, 상기 몸체유닛(400)은 착용자의 허리 영역을 감싸며 장착되고, 상기 몸체유닛(400)의 양단은 착용자의 허리 측면 영역으로 연장 구성될 수 있다.Such a pair of leg units is arranged along the side of the wearer, and since the above-mentioned main body part 500 is arranged behind the wearer's upper body back plate, the main body part is mounted to the rear through the body unit 400, The body unit 400 may be mounted to surround the wearer's waist region, and both ends of the body unit 400 may be configured to extend to the wearer's waist side region.

도 1 및 도 2에 도시된 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 경우, 각각 고관절 구동기 및 슬관절 구동기가 구비되고, 3차원 좌표 공간에서 착용자가 x축 방향으로 보행한다고 가정하는 경우, 각각의 관절 구동기는 보행 방향인 x축 방향 및 수직 방향인 z축 방향과 평행한 y축을 중심으로 회전하며 보조력을 제공하지만, 로터리 방식의 구동모터를 구비하는 관절 구동기가 x축 또는 z축 중심 회전 움직임을 허용하는 구조가 아니라 착용자가 불편함과 갑갑함을 느낄 수 있다.In the case of the wearable auxiliary device according to the present invention shown in FIGS. 1 and 2, a hip joint actuator and a knee joint actuator are provided, respectively, and when it is assumed that the wearer walks in the x-axis direction in a three-dimensional coordinate space, each joint actuator rotates about the y-axis parallel to the x-axis direction, which is the walking direction, and the z-axis direction, which is the vertical direction, and provides auxiliary force, but a joint actuator equipped with a rotary drive motor allows rotational movement around the x-axis or z-axis The wearer may feel uncomfortable and cramped.

신체의 관절 중 특히 고관절은 슬관절 등과 달리 다양한 축방향 회전이 가능한 구조를 가지나, 종래 소개된 착용형 보조장치의 경우, 관절 구동기의 구동 방향으로만 회전 또는 움직임을 허용하는 구조가 주를 이루어 착용자의 불편함이 컸다.Among the joints of the body, in particular, the hip joint has a structure that can rotate in various axial directions, unlike the knee joint. The discomfort was great.

본 발명에 따른 착용형 보조장치는 보행 동작 또는 보조장치의 착용 과정에서 관절, 특히 고관절 영역에서 x축 또는 z축 중심 회전을 허용하는 구조를 제공하여 착용자의 착용감 또는 편의성을 극대화할 수 있는 구조를 제공할 수 있다. 도 3 이하를 참조하여 자세하게 설명한다. The wearable assistive device according to the present invention provides a structure that allows rotation around the x-axis or z-axis in the joint, particularly in the hip joint region, during gait motion or the wearing process of the assistive device, thereby maximizing the wearer's fit or convenience. can provide It will be described in detail below with reference to FIG. 3 .

도 3는 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)를 구성하는 몸체유닛(400)의 후면도를 도시하며, 도 4은 도 3에 도시된 몸체유닛(400)의 양방향 사시도를 도시한다.3 shows a rear view of the body unit 400 constituting the wearable auxiliary device 1000 according to the present invention, and FIG. 4 shows a bidirectional perspective view of the body unit 400 shown in FIG. 3 .

상기 몸체유닛(400)은 상기 본체부(500)가 후방에 장착된 상태로 착용자의 등판 영역으로 연장되는 등판부(410), 착용자의 허리 영역을 감싸도록 연장되고, 고관절 구동기(100a, 100c)가 장착되는 한 쌍의 연장부(450a, 450b) 및 상기 등판부(410)과 상기 연장부(450a, 450b)를 연결하는 구동부(430)를 포함하여 구성될 수 있다.The body unit 400 extends to surround the back plate 410 extending to the wearer's back plate area and the wearer's waist area in a state in which the body part 500 is mounted at the rear, and hip joint actuators 100a and 100c) It may be configured to include a pair of extension parts 450a and 450b on which is mounted and a driving part 430 connecting the back plate part 410 and the extension parts 450a and 450b.

상기 등판부(410)는 본체부가 장착되는 영역으로 착용자의 허리 부분에서 등판 부분으로 연장되는 형태로 구성될 수 있고, 상기 연장부(450a, 450b)는 한 쌍이 고관절 구동기가 장착되도록 착용자의 후방에서 고관절 영역으로 연장되어 구성될 수 있다. 그리고, 상기 등판부(410)와 상기 연장부(450a, 450b)는 구동부(430)를 통해 연결될 수 있다. 상기 구동부는 착용형 보조장치의 몸통의 크기 조절 기능을 추가로 제공할 수 있다.The back plate part 410 is a region where the body part is mounted, and may be configured to extend from the waist part of the wearer to the back plate part, and the extension parts 450a and 450b are provided from the rear of the wearer so that a pair of hip joint actuators are mounted. It may be configured to extend to the hip joint region. In addition, the back plate part 410 and the extension parts 450a and 450b may be connected to each other through a driving part 430 . The driving unit may additionally provide a function of adjusting the size of the body of the wearable auxiliary device.

구체적으로, 상기 몸체유닛(400)의 구동부(430)는 한 쌍의 상기 연장부(450a, 450b)를 수평방향으로 연결하는 스크류(431), 한 쌍의 상기 연장부(450a, 450b) 중 제1 연장부(450a)에 구비되어 상기 스크류(431)가 관통 체결되는 스크류 너트(432), 한 쌍의 연장부(450a, 450b)와 상기 등판부(410)를 연결하며 각각 회전 가능하게 장착되는 복수 개의 회전암(433)을 구비하고, 제2 연장부(450b)에서 상기 스크류(431)의 회전에 따라 회전암(433)이 회전하여 한 쌍의 연장부(450a, 450b)의 간격 및 상기 연장부(450a, 450b)에 대한 상기 등판부(410)의 높이가 조절되는 특징을 갖는다.Specifically, the driving part 430 of the body unit 400 includes a screw 431 connecting a pair of the extension parts 450a and 450b in the horizontal direction, and the first of the pair of extension parts 450a and 450b. A screw nut 432 provided in one extension portion 450a and through which the screw 431 is fastened, a pair of extension portions 450a and 450b and the back plate portion 410 are connected and each rotatably mounted A plurality of rotary arms 433 are provided, and the rotary arm 433 rotates according to the rotation of the screw 431 in the second extension part 450b to determine the distance between the pair of extension parts 450a and 450b and the The height of the back plate 410 with respect to the extension parts 450a and 450b is adjusted.

상기 구동부(430)를 구성하는 스크류(431)는 볼스크류 방식으로 스크류 너트(432)에 체결되어 회전시 제1 연장부(450a)와 제2 연장부(450b)의 간격을 가변시키는 구조를 갖는다.The screw 431 constituting the driving part 430 is fastened to the screw nut 432 in a ball screw method, and has a structure for changing the distance between the first extension part 450a and the second extension part 450b during rotation. .

그리고, 복수 개의 회전암(433)은 각각 제1 연장부(450a)와 등판부(410), 등판부(410)와 제2 연장부(450b)를 연결하도록 하여, 한 쌍의 연장부(450a, 450b) 간의 간격 변화에 대응하여 상기 연장부(450a, 450b)에 대한 상기 등판부(410)의 높이가 조절되도록 할 수 있다. 여기서, 상기 제1 연장부(450a) 및 상기 제2 연장부(450b)와 상기 등판부(410)를 각각 연결하는 회전암(433)은 각각 복수 개가 평행하게 구비될 수 있다. 평행하게 장착되는 회전암은 상하 방향 및/또는 전후 방향으로 복수 개씩 구비되어 안정적 크기조절을 가능하게 할 수 있다.In addition, the plurality of rotary arms 433 connect the first extension part 450a and the back plate part 410 and the back plate part 410 and the second extension part 450b, respectively, so that a pair of extension parts 450a , 450b), the height of the back plate 410 with respect to the extension parts 450a and 450b may be adjusted in response to a change in the spacing between them. Here, a plurality of rotation arms 433 connecting the first extension part 450a and the second extension part 450b to the back plate part 410 may be provided in parallel, respectively. A plurality of rotating arms mounted in parallel may be provided in a vertical direction and/or a front/rear direction to enable stable size adjustment.

복수 개의 상기 회전암(433)은 상기 등판부(410)와 한 쌍의 연장부를 각각 대칭되도록 연결하며, 복수 개의 회전암이 수평방향으로 회전 또는 등판부(450a, 450b)를 중심으로 일직선이 되도록 회전되면, 상기 연장부의 간격이 증가되고, 상기 연장부에 대한 상기 본체부의 높이가 증가되고, 상기 회전암(433)은 상기 등판부(410)와 한 쌍의 연장부(450a, 450b)를 각각 연결하며, 회전암(433)이 V자 형태로 회전되면, 상기 연장부(450a, 450b)의 간격 및 상기 연장부(450a, 450b)에 대한 상기 본체부의 높이가 감소되도록 할 수 있다.The plurality of rotary arms 433 connect the back plate part 410 and the pair of extension parts symmetrically, respectively, so that the plurality of rotary arms rotate in a horizontal direction or form a straight line around the back board parts 450a and 450b. When rotated, the distance of the extension is increased, the height of the main body with respect to the extension is increased, and the rotary arm 433 connects the back plate 410 and the pair of extensions 450a and 450b, respectively. When the rotary arm 433 is rotated in a V-shape, the distance between the extension parts 450a and 450b and the height of the body part with respect to the extension parts 450a and 450b may be reduced.

상기 등판부(410)와 각각의 연장부(450a, 450b)를 연결하는 회전암(433)은 복수 개가 구비될 수 있다.A plurality of rotary arms 433 connecting the back plate part 410 and each of the extension parts 450a and 450b may be provided.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 연장부(450a) 및 제2 연장부(450b)는 각각의 상기 등판부(410)와 상하로 복수 개의 회전암(433)으로 각각 연결되어 각각의 연장부(450a, 450b)의 의도하지 않은 내전 또는 외전 그리고 스크류(431) 회전시 비틀림을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 3 and 4 , the first extension part 450a and the second extension part 450b are respectively connected to the back plate part 410 and a plurality of rotation arms 433 vertically to each other. It is possible to perform a function of preventing unintentional adduction or abduction of the extension parts 450a and 450b and torsion during rotation of the screw 431 .

그리고, 상기 몸체유닛(400)의 구동부(430)를 구성하는 스크류(431)의 일단은 상기 제1 연장부(450a)의 스크류 너트(432)에 체결되고, 스크류(431)의 타단은 제2 연장부(450b)에서 상기 스크류(431)를 회전시키기 위한 회전노브(434)와 베벨기어(433)를 통해 체결될 수 있다.And, one end of the screw 431 constituting the driving part 430 of the body unit 400 is fastened to the screw nut 432 of the first extension part 450a, and the other end of the screw 431 is the second The extension part 450b may be fastened through a rotation knob 434 for rotating the screw 431 and a bevel gear 433 .

그리고, 한 쌍의 상기 연장부(450a, 450b)는 상기 회전암(433) 및 상기 스크류 너트(432)가 장착되는 마운트부재(451), 상기 마운트부재(451)에 체결되고 고관절 영역으로 연장되는 연장 프레임(452), 상기 연장 프레임(452)의 단부에 체결되며, 관절 구동기가 장착되는 구동기 장착부재(456)를 구비할 수 있다.In addition, the pair of extension parts 450a and 450b are fastened to a mount member 451 to which the rotary arm 433 and the screw nut 432 are mounted, the mount member 451 and extended to the hip joint area. The extension frame 452, which is fastened to the end of the extension frame 452, may include a actuator mounting member 456 on which a joint actuator is mounted.

또한, 상기 연장부(450a, 450b)는 상기 마운트부재(451) 전방에 착용자의 허리 또는 고관절을 감싸기 위한 커버부재(458)를 더 구비하여 착용자의 신체와 접촉되는 부위를 부드럽게 감쌀 수 있다.In addition, the extension parts 450a and 450b may further include a cover member 458 for covering the wearer's waist or hip joint in front of the mount member 451 to gently wrap the part in contact with the wearer's body.

상기 마운트부재(451)는 상기 회전암(433)과 상기 연장 프레임(452)가 회전 가능하게 장착될 수 있다. 상기 회전암(433)은 한 쌍의 연장부의 간격 조절을 위하여 상기 마운트부재(451)에 회전 가능하게 장착될 수 있다.The mount member 451 may be rotatably mounted to the rotary arm 433 and the extension frame 452 . The rotary arm 433 may be rotatably mounted to the mount member 451 in order to adjust the distance between the pair of extensions.

여기서, 한 쌍의 상기 연장부(450a, 450b)를 구성하는 구동기 장착부재(456)는 착용자의 상체 몸통 두께에 대응하여 고관절 구동기의 위치가 가변되도록 전방 또는 후방으로 진퇴 가능하게 상기 연장 프레임(452)에 장착될 수 있다.Here, the actuator mounting member 456 constituting the pair of extension parts 450a and 450b is configured to move forward or backward so that the position of the hip joint actuator is variable according to the thickness of the upper body of the wearer. ) can be installed.

구체적으로, 상기 구동기 장착부재(456)는 각각 스크류 너트(457)를 구비하고, 상기 연장 프레임(452)에 상기 스크류 너트(457)에 체결되는 스크류(455) 및 상기 스크류(455)에 베벨기어(454)를 매개로 체결되는 회전축을 구비한 회전노브(453)가 구비될 수 있다.Specifically, each of the actuator mounting members 456 includes a screw nut 457 , and a screw 455 fastened to the screw nut 457 to the extension frame 452 and a bevel gear to the screw 455 . A rotary knob 453 having a rotary shaft fastened via the 454 may be provided.

이와 같은 몸체유닛의 구조를 통해 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)는 몸체유닛(400)을 구성하는 한 쌍의 연장부(450a, 450b)의 간격에 따라 등판부(410)와 연장부(450a, 450b)의 높이차가 함께 연동되어 조절이 가능하고, 착용자의 몸체의 두께에 따라 고관절 구동기의 위치를 전방 또는 후방으로 변경이 가능한 구조를 가질 수 있다.Through the structure of the body unit as described above, the wearable auxiliary device 1000 according to the present invention includes the back plate 410 and the extension part according to the spacing between the pair of extension parts 450a and 450b constituting the body unit 400 . The height difference of (450a, 450b) can be adjusted by interlocking with each other, and the position of the hip joint actuator can be changed forward or backward according to the thickness of the wearer's body.

또한, 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 몸체유닛(400)을 구성하는 한 쌍의 연장부(450a, 450b)를 구성하는 연장 프레임(452)은 상기 마운트부재(451)에 보행 방향인 x축 중심으로 회전이 가능하도록 장착되어, 착용자의 고관절의 내전과 외전을 허용하는 구조를 가질 수 있다.In addition, the extension frame 452 constituting the pair of extension parts 450a and 450b constituting the body unit 400 of the wearable auxiliary device according to the present invention is attached to the mount member 451 along the x-axis in the walking direction. It is mounted to be able to rotate around the center, and may have a structure that allows adduction and abduction of the wearer's hip joint.

즉, 상기 연장 프레임(452)는 상기 마운트부재(451)에 x축과 평행한 힌지축(452x)에 힌지 결합되어 착용자의 고관절의 움직임에 따라 연장 프레임(452)의 마운트부재(451)에 대한 내전과 외전을 허용할 수 있다.That is, the extension frame 452 is hinged to the hinge axis 452x parallel to the x-axis to the mount member 451, and the mount member 451 of the extension frame 452 according to the movement of the wearer's hip joint. Adduction and abduction may be allowed.

도 5는 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)의 상체 구조의 전면도와 후면도를 도시하며, 도 6은 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)의 어느 하나의 고관절 구동기(100a, 100b)가 내전된 상태의 상체 구조의 전면도와 후면도를 도시하며, 도 7은 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)의 어느 하나의 고관절 구동기(100a, 100b)가 외전된 상태의 상체 구조의 전면도와 후면도를 도시한다.5 shows a front view and a rear view of the upper body structure of the wearable auxiliary device 1000 according to the present invention, and FIG. 6 is any one hip joint actuator 100a, 100b of the wearable auxiliary device 1000 according to the present invention. ) shows a front view and a rear view of the upper body structure in an adducted state, and FIG. 7 shows the upper body structure in a state in which any one of the hip joint actuators 100a and 100b of the wearable auxiliary device 1000 according to the present invention is abducted. A front view and a rear view are shown.

전술한 바와 같이, 본 발명은 고관절 구동기(100a, 100b)가 장착된 구동기 장착부재(456)가 몸체유닛(400)에 대하여 x축 중심으로 회전 가능하게 장착되어 착용자 하지의 x축 중심 내전 또는 외전을 허용하는 구조를 갖는다.As described above, in the present invention, the actuator mounting member 456 to which the hip actuators 100a and 100b is mounted is rotatably mounted on the x-axis with respect to the body unit 400, so that the wearer's lower extremities are in x-axis central adduction or abduction. It has a structure that allows

이와 같은 하지의 내전과 외전에 대응하여, 착용형 보조장치(1000)의 하지구조가 내전 또는 외전되도록 하기 위하여 고관절 구동기(100a, 100b)가 장착된 구동기 장착부재(456)를 몸체유닛(400)에서 직접 회전되도록 구성하는 것이 아니라, 고관절 구동기(100a, 100b)가 장착된 구동기 장착부재(456)가 장착되는 연장 프레임(452)을 마운트부재(451)에 회전 가능하도록 설계하였다.In response to such adduction and abduction of the lower extremities, the actuator mounting member 456 equipped with the hip joint actuators 100a and 100b is mounted to the body unit 400 so that the lower extremity structure of the wearable auxiliary device 1000 is adducted or abducted. Instead of being configured to rotate directly at the hip joint actuators 100a and 100b, the extension frame 452 on which the actuator mounting member 456 is mounted is designed to be rotatable on the mount member 451 .

상기 연장 프레임(452)의 내측 단부는 상기 마운트부재(451)에 x축 방향으로 설치되는 x축 방향 힌지축(452x)을 통해 x축 방향 회전이 가능하고, 상기 연장 프레임(452)의 외측 단부는 고관절 구동기(100a, 100b)가 장착된 구동기 장착부재(456)가 설치될 수 있다.The inner end of the extension frame 452 is rotatable in the x-axis direction through an x-axis hinge shaft 452x installed in the x-axis direction on the mount member 451 , and the outer end of the extension frame 452 is The actuator mounting member 456 to which the hip actuators 100a and 100b are mounted may be installed.

그리고, 착용형 보조로봇의 하지구조는 착용자의 하지의 측면 외측에 착용되므로, 착용형 보조장치(1000)의 미사용 상태에서는 상기 x축 방향 힌지축(452x)을 중심으로 하지 구조의 자중에 의하여 내전될 수 있는 구조이므로, 착용형 보조장치(1000)의 미사용 상태 또는 고관절의 내전과 외전이 필요하지 않은 착용자의 경우 연장 프레임(452)의 회전을 방지하기 위한 회전 스토퍼(457)가 구비될 수 있다.And, since the lower extremity structure of the wearable auxiliary robot is worn on the outside of the side of the lower extremities of the wearer, in the unused state of the wearable auxiliary device 1000, pronation is caused by the weight of the lower extremity structure centered on the hinge axis 452x in the x-axis direction. Since it is a structure that can be used, a rotation stopper 457 for preventing rotation of the extension frame 452 may be provided in the case of a wearer who does not require the use of the wearable auxiliary device 1000 or the pronation and abduction of the hip joint. .

상기 회전 스토퍼(457)는 상기 연장 프레임(452)과 연장 프레임(452)이 장착되는 마운트부재(451) 사이의 회전 공간을 채우는 형상으로 구성되어, 착용형 보조장치(1000)의 미사용시 또는 고관절의 내전과 외전이 필요하지 않은 착용자의 착용시 연장 프레임(452)의 회전을 차단할 수 있다.The rotation stopper 457 is configured to fill the rotational space between the extension frame 452 and the mount member 451 on which the extension frame 452 is mounted, and when the wearable auxiliary device 1000 is not in use or the hip joint Rotation of the extension frame 452 can be blocked when worn by a wearer who does not require pronation and abduction of the .

상시 회전 스토퍼(457)은 상기 몸체유닛(400)의 후방에서 x축과 평행한 방향으로 장착되고 반대방향으로 분리될 수 있으며, 연장 프레임(452)의 내측단과 마운트부재(451) 사이의 연장 프레임(452) 회전 공간에 형합되는 형상으로 제조될 수 있다.The regular rotation stopper 457 is mounted in a direction parallel to the x-axis at the rear of the body unit 400 and can be separated in the opposite direction, and an extension frame between the inner end of the extension frame 452 and the mount member 451 . (452) may be manufactured in a shape that fits into the rotational space.

도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 회전 스토퍼(457)가 제거된 상태에서 착용자의 움직임 또는 외력에 대응하여 상기 몸체유닛(400)을 구성하는 연장 프레임(452)은 마운트부재(451)의 힌지축을 중심으로 내측 방향으로 θ도 내전 또는 θ'도 외전이 가능하게 된다. 상기 몸체유닛(400)의 연장부(450)를 구성하는 연장 프레임(452)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상하 방향 2개로 분지되어 허리 또는 고관절 측면 영역으로 절곡되어 연장되는 구조를 가지므로, 상기 마운트부재(451)에 힌지결합된 상태로 내전 또는 외전되어도 비틀림없이 회전되고 안정적으로 구동기 장착부재(456)를 지지할 수 있다.6 and 7, the extension frame 452 constituting the body unit 400 in response to the wearer's movement or external force in a state in which the rotation stopper 457 is removed is a mount member 451. θ degree adduction or θ' degree abduction is possible in the inward direction about the hinge axis of . As shown in FIGS. 6 and 7, the extension frame 452 constituting the extension part 450 of the body unit 400 is branched in two vertical directions and is bent to the waist or hip joint side area to extend the structure. Therefore, even if it is in a state of being hinged to the mount member 451, it is rotated without torsion even if it is protracted or abducted, and the actuator mounting member 456 can be stably supported.

그리고, 상기 연장 프레임(452)이 그 내측단에 체결된 마운트부재(451)에 대하여 외전 또는 내전되는 것이므로, 상기 연장 프레임(452)에 장착된 구동기 장착부재(456)와 상기 구동기 장착부재(456)에 장착된 고관절 구동기(100a, 100b)는 결합 각도 변화없이 구동되어 안정적 보조력을 제공할 수 있다.And, since the extension frame 452 is abducted or protracted with respect to the mount member 451 fastened to the inner end thereof, the driver mounting member 456 and the driver mounting member 456 mounted on the extension frame 452 . ) mounted on the hip joint actuators (100a, 100b) can be driven without changing the coupling angle to provide a stable assisting force.

도 8은 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)가 전용 테이블(t) 등에 거치된 상태를 도시하며, 도 9는 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)가 테이블 등에 거치된 상태에서 고관절 구동기(100a, 100b)가 장착된 구동기 장착부재(456)가 몸체유닛(400)으로부터 전개된 상태를 도시한다.8 shows a state in which the wearable auxiliary device 1000 according to the present invention is mounted on a dedicated table t, etc., and FIG. 9 is a state in which the wearable auxiliary device 1000 according to the present invention is mounted on a table, etc. The actuator mounting member 456 to which the actuators 100a and 100b is mounted shows a deployed state from the body unit 400 .

이와 같은 착용형 유닛은 미사용 상태에서는 전용 거치대 등에 거치하여 보관하지만 착용시에는 전용 테이블(t) 또는 전용 의자 등에 착용형 보조장치(1000)를 배치한 상태에서 착용자가 앉은 상태에서 착용형 보조장치(1000)를 착용하게 된다.Such a wearable unit is mounted and stored on a dedicated cradle when not in use, but when worn, a wearable auxiliary device ( 1000) will be used.

그러나 도 8에 도시된 바와 같이, 착용형 보조장치(1000)를 전용 테이블(t)에 거치하는 전용 테이블(t) 상의 지지대(ts) 등에 본체부(500) 등의 하중이 지지되도록 몸체유닛(400)을 거치하고 신체의 앉은 자세와 유사한 형태로 대퇴 지지유닛(200a, 200b)은 수평하고, 하퇴 지지유닛(200c, 200d)은 수직하게 배치된 상태에서 착용자가 착용형 보조장치(1000)의 하지 구조 사이로 진입하여 전용 테이블(t) 등에 앉은 상태로 착용형 보조장치(1000)를 착용하게 된다.However, as shown in Figure 8, the body unit so that the load such as the body portion 500 is supported on the support (ts) on the dedicated table (t) for mounting the wearable auxiliary device (1000) on the dedicated table (t) 400) and in a form similar to a sitting posture of the body, the femoral support units 200a and 200b are horizontal, and the lower leg support units 200c and 200d are vertically disposed. It enters between the lower extremity structures and wears the wearable auxiliary device 1000 while sitting on a dedicated table t.

이 경우, 착용형 보조장치(1000)의 사이 공간은 협소하여 착용자가 진입하여 전용 테이블(t)에 착석하기 쉽지 않을 수 있다.In this case, it may not be easy for the wearer to enter and sit on the dedicated table t because the space between the wearable auxiliary devices 1000 is narrow.

따라서, 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)는 착용자의 착용 과정의 편의성 등을 향상시키기 위하여 도 9에 도시된 바와 같이, 착용형 보조장치(1000)의 하지 구조가 좌우로 전개되도록 구성하는 특징을 갖는다.Therefore, the wearable auxiliary device 1000 according to the present invention is configured such that the lower extremity structure of the wearable auxiliary device 1000 is deployed to the left and right as shown in FIG. 9 in order to improve the convenience of the wearer's wearing process. have characteristics.

구체적으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 각각의 몸체유닛(400)의 연장부를 구성하는 연장 프레임(452)에 장착된 구동기 장착부재(456)는 상기 연장 프레임(452)의 단부에서 z축 방향 힌지축(459)에 의하여 체결되고, 고관절 구동기(100a, 100b)가 장착된 상기 구동기 장착부재(456)는 상기 몸체유닛(400)의 연장부(450)의 타단에서 z축 방향 회전 또는 전개가 가능하도록 구성할 수 있다.Specifically, as shown in FIG. 9 , the actuator mounting member 456 mounted on the extension frame 452 constituting the extension portion of each body unit 400 is disposed at the end of the extension frame 452 in the z-axis direction. The actuator mounting member 456 fastened by the hinge shaft 459 and equipped with the hip joint actuators 100a and 100b can rotate or unfold in the z-axis direction at the other end of the extension part 450 of the body unit 400. It can be configured to make it possible.

따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 평행하게 배치되었던 착용형 보조장치(1000)의 양 하지 지지구조가, 도 9에 도시된 바와 같이, 전개되어 착용자가 착용형 보조장치(1000)의 몸체유닛(400) 전방에서 착석하기 용이한 상태가 될 수 있다. 즉, 착용자는 양 하지 지지구조가 전개된 상태에서 전용 테이블에 착석한 상태에서 착용형 보조장치의 하지 구조를 본인의 다리에 맞게 좁힌 후 착용유닛을 대퇴와 하퇴에 착용한 후 밴드(미도시) 등으로 조여 착용형 보조장치의 착용 동작을 완료할 수 있다.Accordingly, as shown in FIG. 8, both lower extremity support structures of the wearable auxiliary device 1000 arranged in parallel are deployed as shown in FIG. (400) It can be in a state that is easy to sit in the front. That is, the wearer narrows the lower extremity structure of the wearable auxiliary device to fit the person's leg while seated on the dedicated table with both lower extremity support structures deployed, and then wears the wearing unit on the thigh and lower leg, and then wears a band (not shown). It is possible to complete the wearing operation of the wearable auxiliary device by tightening it with the back.

앉기, 서기, 일반 보행, 스쿼트, 계단 오르기 및 경사면 오르기 등의 보행모드에서 하지 구조가 z축 중심으로 전개될 필요성이 크지 않고, 이와 같은 착용형 보조장치(1000)의 구동기 장착부재(456)의 z축 방향 회전 자유도는 일반 보행시보다 착용형 보조장치(1000)를 앉아서 착용하거나 벗는 경우에 의미가 있다.In walking modes such as sitting, standing, general walking, squat, stair climbing, and slope climbing, the need for the lower extremity structure to be developed around the z-axis is not large, and the actuator mounting member 456 of the wearable auxiliary device 1000 is The degree of freedom of rotation in the z-axis direction is more meaningful when the wearable auxiliary device 1000 is worn or taken off while sitting, rather than when walking.

또한, 이와 같은 관절 구동기의 z축 방향 회전 자유도는 착용형 보조장치(1000)의 착용 또는 탈착시 허용될 수 있으나, 일반 보행시에는 오히려 정상 보행이 어려운 착용자의 보행 동작을 방해하는 요인이 될 수 있으므로 관절 구동기의 z축 방향 회전 자유도는 고관절의 내전과 외전을 허용하기 위하여 연장부를 구성하는 연장 프레임(452)을 x축 방향 회전을 허용하는 구조와 달리 평소에는 제한되어야 한다.In addition, the degree of freedom of rotation in the z-axis direction of the joint actuator may be allowed when the wearable auxiliary device 1000 is worn or detached, but it may be a factor that interferes with the walking motion of the wearer, who is rather difficult to walk normally during normal walking. Therefore, the degree of freedom of rotation in the z-axis direction of the joint actuator should be normally limited, unlike the structure that allows rotation of the extension frame 452 constituting the extension part in the x-axis direction in order to allow adduction and abduction of the hip joint.

즉, 착용형 보조장치(1000)의 착용 또는 탈착 상황 이외의 경우, 상기 착용형 보조장치(1000)의 구동기 장착부재(456)의 z축 방향 회전은 불가능하도록 선택적 잠김 기능을 제공하는 것이 바람직하다.That is, it is preferable to provide a selective locking function so that rotation of the actuator mounting member 456 of the wearable auxiliary device 1000 in the z-axis direction is impossible in the case other than the wearing or detaching situation of the wearable auxiliary device 1000 . .

도 10 내지 도 12는 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)를 구성하는 고관절 구동기(100a, 100b)가 장착된 구동기 장착부재(456)가 몸체유닛(400)에서 전개가 차단된 상태, 전개가 가능한 상태 및 전개된 상태의 몸체유닛(400)과 구동기 장착부재(456)의 확대도를 도시한다.10 to 12 show the state in which the actuator mounting member 456 equipped with the hip actuators 100a and 100b constituting the wearable auxiliary device 1000 according to the present invention is blocked from deployment in the body unit 400, deployment It shows an enlarged view of the body unit 400 and the actuator mounting member 456 in a possible and deployed state.

상기 구동기 장착부재(456)는 상기 연장 프레임(452)의 단부에서 z축 방향 힌지축(459)에 의하여 상기 연장 프레임(452)과 힌지 결합되고, 고관절 구동기(100a, 100b)가 장착된 상기 구동기 장착부재(456)는 상기 연장 프레임(452)에 대하여 상기 z축 방향 힌지축(459)을 중심으로 z축 방향 회전 또는 전개가 가능하되, 이와 같은 회전 자유도를 선택적으로 제한 하기 위하여 전개 차단수단이 구비될 수 있다.The actuator mounting member 456 is hinge-coupled to the extension frame 452 by a hinge axis 459 in the z-axis direction at the end of the extension frame 452, and the actuators to which the hip joint actuators 100a and 100b are mounted. The mounting member 456 is capable of being rotated or deployed in the z-axis direction about the hinge axis 459 in the z-axis direction with respect to the extension frame 452. In order to selectively limit the degree of freedom of rotation such as this, a deployment blocking means is provided. can be provided.

도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 전개 차단수단은 단부에 후크를 구비하며 상기 구동기 장착부재(456)에 진퇴 가능하게 장착되는 후크부재(456h) 및 상기 연장 프레임(452) 단부에 구비되어 상기 후크부재(456h)의 후크(456p)에 걸림 고정되어 상기 구동기 장착부재(456)의 상기 z축을 중심으로 하는 전개를 방지하는 고정후크(452p)일 수 있다.As shown in FIGS. 10 and 11 , the deployment blocking means has a hook at the end and is provided at the end of the hook member 456h and the extension frame 452 that are mounted to the driver mounting member 456 to move forward and backward. It may be a fixing hook 452p that is caught and fixed to the hook 456p of the hook member 456h to prevent the driver mounting member 456 from being deployed around the z-axis.

즉, 상기 후크부재(456h)의 내측단에 형성된 후크(456p)와 상기 연장 프레임(452)의 외측단에 형성된 고정후크(452p)는 평시에는 맞물려 상기 z축 방향 힌지축(459)을 중심으로 하는 상기 구동기 장착부재(456)의 전개 또는 회전을 차단할 수 있다,That is, the hook 456p formed at the inner end of the hook member 456h and the fixing hook 452p formed at the outer end of the extension frame 452 are normally engaged with each other about the hinge axis 459 in the z-axis direction. It is possible to block the deployment or rotation of the actuator mounting member 456,

그러나, 도 8에 도시된 바와 같이, 고관절 구동기(100a, 100b)가 장착된 구동기 장착부재(456)의 전개가 필요한 상황에서는 도 11에 도시된 바와 같이, 상기 전개 차단수단을 구성하는 상기 후크부재(456h)의 내측단에 형성된 후크(456p)와 상기 연장 프레임(452)의 외측단에 형성된 고정후크(452p)의 맞물림 상태를 해제하고, 도 12에 도시된 바와 같이 상기 고관절 구동기(100a, 100b)가 장착된 구동기 장착부재(456)를 전개하여 착용자의 착용형 보조장치(1000)의 착용 또는 탈착 작업을 용이하게 할 수 있다.However, as shown in FIG. 8, in a situation in which deployment of the actuator mounting member 456 equipped with the hip joint actuators 100a and 100b is required, as shown in FIG. 11, the hook member constituting the deployment blocking means Release the engagement state between the hook 456p formed at the inner end of 456h and the fixing hook 452p formed at the outer end of the extension frame 452, and as shown in FIG. 12, the hip joint actuators 100a and 100b ), the mounted driver mounting member 456 can be deployed to facilitate the wearer's wearing or detachment of the wearable auxiliary device 1000 .

그리고, 선택적으로 상기 전개 차단수단은 상기 구동기 장착부재(456)에 장착된 후크부재(456h)가 상기 연장 프레임(452)의 코정후크에 걸림 고정되는 방향으로 탄성 지지되도록 상기 구동기 장착부재(456)와 후크부재(456h) 사이에 탄성부재(미도시)가 구비될 수 있다.And, optionally, the deployment blocking means is configured to elastically support the hook member 456h mounted on the driver mounting member 456 in a direction in which the hook member 456h is caught and fixed to the nose hook of the extension frame 452. An elastic member (not shown) may be provided between and the hook member 456h.

상기 탄성부재에 탄성지지되는 후크부재(456h)는 도 8에 도시된 구동기 장착부재(456)의 외면으로 노출 장착되는 후크 스위치(456s)의 동작에 따라 제한된 범위에서 슬라이딩 진퇴 이동하여 연장 프레임(452)의 외측단에 형성된 고정후크(452p)의 맞물림 상태를 선택적으로 변경할 수 있다. 상기 후크부재(456h)의 후크(456p)와 상기 고정후크(452p)는 맞물림면은 수직면으로 구성되고, 반대면은 경사면으로 구성되어 걸림 방향으로는 후크와 고정후크(452p)가 경사면을 타고 후크 스위치의 작동없이도 맞물림 상태로 체결될 수 있고, 맞물림 상태를 해제하기 위해서는 후크 스위치(456s)를 작동하는 경우에만 도 11에 도시된 바와 같이 후크부재(456h)의 후크(456p)와 고정후크(452p)가 분리될 수 있다.The hook member 456h elastically supported by the elastic member moves forward and backward in a limited range according to the operation of the hook switch 456s exposed and mounted to the outer surface of the actuator mounting member 456 shown in FIG. ) can be selectively changed the engagement state of the fixing hook (452p) formed on the outer end. The hook 456p and the fixing hook 452p of the hook member 456h have an engaging surface configured as a vertical surface, and an opposite surface as an inclined surface, so that the hook and the fixing hook 452p ride on the inclined surface in the hooking direction. As shown in FIG. 11, only when the hook switch 456s is operated to release the engaged state, the hook 456p and the fixed hook 452p of the hook member 456h ) can be separated.

이와 같이, 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)는 고관절 구동기(100a, 100b)가 장착되는 구동기 장착부재(456)를 몸체유닛(400)의 연장 프레임(452)으로부터 전개되도록 하여 착용자의 착석 상태에서 착용자의 착용 또는 탈착을 용이하게 하며, 더 나아가 착용자가 제3자의 도움 없이도 착용형 보조장치(1000)의 착용과 탈착을 가능하게 할 수 있다.As described above, in the wearable auxiliary device 1000 according to the present invention, the actuator mounting member 456 on which the hip joint actuators 100a and 100b is mounted is deployed from the extension frame 452 of the body unit 400 to seat the wearer. In this state, it is possible to facilitate wearing or detachment of the wearer, and further, it is possible to enable the wearer to wear and detach the wearable auxiliary device 1000 without the help of a third party.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.Although the present specification has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims described below. will be able to carry out Therefore, if the modified implementation basically includes the elements of the claims of the present invention, all of them should be considered to be included in the technical scope of the present invention.

1000 : 착용형 보조장치
100 : 관절 구동기
200 : 대퇴 지지유닛 하퇴 지지유닛
300 : 족유닛
400 : 몸체유닛
500 : 본체부1000: wearable auxiliary device
100: joint actuator
200: thigh support unit lower leg support unit
300: foot unit
400: body unit
500: body part

Claims

a main body including a controller for providing a control signal and a battery for providing power;
a body unit mounted on the rear side of the body part, mounted to surround a wearer's waist region, and extending to a hip joint side region of the wearer;
a pair of hip joint actuators mounted on both ends of the body unit extending to the side area of the wearer's hip joint; and,
A femoral support unit mounted on the hip joint actuator, rotationally driven by the hip joint actuator, and providing rotational assisting force to the wearer's thigh; includes;
The hip joint actuator mounted on the body unit rotates the femoral support unit about the x-axis direction, which is a walking direction, and the y-axis, which is perpendicular to the vertical direction, the z-axis direction to provide auxiliary force to the hip joint of the wearer,
The body unit includes a back plate disposed on the wearer's waist or back plate area with the body part mounted on the rear side, a pair of extension parts covering the wearer's waist area and extending to the hip joint side area, to which a hip joint actuator is mounted, and the It includes a driving unit connecting the back plate and the extension,
One end of the extension part is connected to the driving part under the back plate part, the other end of the extension part is extended to the side area of the hip joint of the wearer to be connected to the hip joint actuator, and the extension part is a mount member for connection with the driving part, the mount member Further comprising an extension frame that is rotatably mounted on the hinge axis in the x-axis direction and extends to the side area of the hip joint of the wearer, and an actuator mounting member on which the hip joint actuator is mounted at the end of the extension frame, wherein the femoral support unit is mounted A wearable auxiliary device, characterized in that the hip joint actuator is rotatably mounted on the body unit about the x-axis to allow the wearer's hip joint to be adducted or abducted around the x-axis.

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According to claim 1,
The actuator mounting member is fastened to the extension frame by a z-axis hinge axis, and the actuator mounting member equipped with the hip joint actuator is a wearable auxiliary, characterized in that it can be rotated or deployed in the z-axis direction with respect to the extension frame. Device.

6. The method of claim 5,
Wearable auxiliary device, characterized in that provided with a deployment blocking means for blocking the deployment of the actuator mounting member to the extension frame.

7. The method of claim 6,
The deployment blocking means is mounted to the driver mounting member so as to move forward and backward, a hook member having a hook at the inner end, is provided at the end of the extension frame and is caught by the hook of the hook member to block the deployment of the driver mounting member Wearable auxiliary device comprising a fixing hook.

8. The method of claim 7,
A wearable auxiliary device, characterized in that an elastic member is provided between the driver mounting member and the hook member so that the hook member mounted on the actuator mounting member is elastically supported in a direction in which it is caught by the nose fixing hook of the extension frame.

According to claim 1,
a pair of knee joint actuators mounted on the end of the femoral support unit; a lower leg support unit that is driven by the knee joint actuator and provides rotational assistance to the wearer's thigh; and a foot unit mounted on an end of the lower leg support unit to support the wearer's feet.