KR102434962B1

KR102434962B1 - 로봇 의족

Info

Publication number: KR102434962B1
Application number: KR1020220013955A
Authority: KR
Inventors: 민성준; 김병채; 문권모; 최완수
Original assignee: 주식회사 휴고다이나믹스
Priority date: 2022-02-03
Filing date: 2022-02-03
Publication date: 2022-08-23

Abstract

본 발명에 따른 로봇 의족은, 사용자의 지체 부위에 장착되어 상기 사용자의 보행을 보조하기 위한 것으로, 상기 사용자의 보행 시 지면과 접촉되는 접촉 모듈; 상기 접촉 모듈의 회전에 대한 기준이 되는 지지 모듈; 상기 지지 모듈에 회전 가능하게 장착되며, 회전에 의해 상기 접촉 모듈이 상기 지지 모듈을 기준으로 회전되도록 하는 연동 모듈; 및 상기 연동 모듈과 상기 접촉 모듈 사이에 위치하여 상기 접촉 모듈이 상기 연동 모듈과 연동되도록 하며, 상기 접촉 모듈의 회전에 의해 상기 접촉 모듈의 후방측 하단이 공중으로부터 상기 지면에 접촉된 직후의 동작 또는 상기 접촉 모듈의 전방측 하단이 상기 지면에 접촉된 상태에서 이격되기 직전의 동작에 의해 탄성 변형되어, 지면을 디딜 때 발생되는 충격을 완화하는 탄성 변형 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

로봇 의족{Robotic prosthetic leg}

본 발명은 로봇 의족에 대한 것으로, 보다 상세하게는 초기 위치 설정이 가능하여 사용자의 편의성을 증대시킬 수 있는 로봇 의족에 관한 것이다.

전 세계적으로 수십만 명의 사람들이 매년 절단 수술로 다리를 잃거나, 보행을 제약하는 다양한 다리 이상을 종종 유발하는 사고에서 살아 남아 쇠약 손실로 고통 받고 있다.

초기의 상용 의족들은 주로 미관적인 측면에서 절단된 신체 부위를 대신할 목적으로 개발되었으나, 점차 자연스러운 보행이 가능하고 사용자에게 과도한 신진대사 소모가 발생하지 않도록 하는 기능적인 측면에서도 중요한 역할을 하는 로봇 의족이 개발되고 있다.

종래의 로봇 의족은 유압식 또는 모터 등를 이용하여 사용자의 발을 대체하는 부분의 회전을 유발하여 사용자의 보행을 보조하였으나, 지면을 디딜 때의 충격으로 인해 피로감과 통증을 유발한다는 문제가 있다.

또한, 종래의 로봇 의족은 공개특허공보 제2016-0041568호에 개시된 바와 같이 사용자가 기립하여 있는 상태를 기준으로 초기 설정이 세팅 되어 지면이 약간이라도 경사지거나 또는 신발의 굽이 변하는 경우에 유연하게 대처할 수 없다는 문제가 존재하였다.

그러므로, 피로감과 통증을 최소화하고 환경에 따라 유연하게 대처 가능하여 사용자의 편의성 등을 향상시킬 수 있는 로봇 의족에 대한 연구가 시급한 실정이다.

삭제

공개특허공보 제2016-0041568호(보행 안정성을 위한 의족 및 의족 프레임)

본 발명의 목적은 환경에 따라 유연하게 대처 가능하도록 초기 위치 설정이 가능한 동시에 충격 완화 기능 및 지면 반발력을 증대시켜 사용자의 피로감 등을 최소화할 수 있도록 하는 로봇 의족을 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 로봇 의족의 상기 접촉 모듈은, 상기 연동 모듈의 회전 시, 상기 탄성 변형 모듈을 매개로 하여 회전되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 로봇 의족의 상기 탄성 변형 모듈은, 상기 연동 모듈 및 상기 접촉 모듈의 회전축을 기준으로, 상기 회전축의 후방에 위치하여 상기 접촉 모듈의 후방측 하단이 공중으로부터 상기 지면에 접촉된 직후의 동작에 의해 탄성 변형되는 제1 탄성 변형 모듈, 및 상기 회전축의 전방에 위치하여 상기 접촉 모듈의 전방측 하단이 상기 지면에 접촉된 상태에서 이격되기 직전 동작에 의해 탄성 변형되는 제2 탄성 변형 모듈을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 로봇 의족의 상기 탄성 변형 모듈은, 상기 접촉 모듈에 고정되되, 상기 연동 모듈과는 비고정되며, 상기 제1 탄성 변형 모듈은, 상기 제2 탄성 변형 모듈이 상기 연동 모듈과 이격된 경우, 탄성 변형되고, 상기 제2 탄성 변형 모듈은, 상기 제1 탄성 변형 모듈이 상기 연동 모듈과 이격된 경우, 탄성 변형되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 로봇 의족의 상기 연동 모듈은, 상기 회전축에 삽입되는 본체부, 상기 본체부로부터 후방을 향하여 하향 경사지게 연장되어 상기 제1 탄성 변형 모듈을 가압하기 위한 제1 가압부, 및 상기 본체부로부터 전방을 향하여 하향 경사지게 연장되어 상기 제2 탄성 변형 모듈을 가압하기 위한 제2 가압부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 로봇 의족의 상기 접촉 모듈은, 상기 연동 모듈 및 상기 탄성 변형 모듈과 연동되어 상기 지지 모듈을 기준으로 회전 가능하여, 상기 탄성 변형 모듈과의 간섭 없이 상기 지지 모듈을 기준으로 한 초기 위치 설정이 가능한 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 로봇 의족은, 상기 연동 모듈의 회전에 대한 구동력을 제공하는 구동 모듈;을 더 포함하며, 상기 구동 모듈은, 회전축이 서로 직교하는 웜과 웜휠 관계로 상기 연동 모듈과 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 로봇 의족은, 상기 연동 모듈의 회전에 대한 구동력을 제공하는 구동 모듈;을 더 포함하며, 상기 구동 모듈은, 회전되는 정도에 기초하여 상기 연동 모듈에 연결된 피삽입부에 삽입되는 정도가 달라지는 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 로봇 의족에 의하면, 지면이 경사진 상태이거나 사용자가 착용하는 신발의 종류가 달라지는 경우라도 유연하게 대처 가능하도록 초기 위치 설정이 간단한 방법에 의해 구현될 수 있다.

또한, 사용자의 보행 시 충격 완화 기능 향상 및 지면 반발력 증대 등의 효과로 인해 사용자의 피로감 등을 최소화할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족을 설명하기 위한 개략사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족을 설명하기 위한 분해사시도.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족에 제공되는 구동 모듈에 의한 접촉 모듈의 회전 동작 원리를 설명하기 위한 도면.
도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족을 착용한 사용자의 보행에 따른 로봇 의족의 동작 상태 변화 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족의 초기 각도가 조정되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 로봇 의족을 설명하기 위한 개략사시도.
도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 로봇 의족 로봇에 제공되는 구동 모듈에 의한 접촉 모듈의 회전 동작 원리를 설명하기 위한 도면.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시예를 상세하게 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하고, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 구성요소를 추가, 변경, 삭제 등을 통하여, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본원 발명 사상 범위 내에 포함된다고 할 것이다.

또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조부호를 사용하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족을 설명하기 위한 개략사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족을 설명하기 위한 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족(10)은 사용자의 지체 부위에 장착되어 상기 사용자의 보행을 보조하기 위한 것으로, 접촉 모듈(100), 지지 모듈(200), 연동 모듈(300) 및 탄성 변형 모듈(400)을 포함할 수 있다.

상기 접촉 모듈(100)은 상기 사용자의 보행 시 지면과 접촉되어 사용자의 발의 기능을 구현하기 위한 구성으로, 카본을 포함하는 소재를 이용하여 굴곡진 판의 형상으로 제조될 수 있으며, 탄성으로 인하여 상기 사용자의 보행 시 발생되는 지면을 디딜 때 발생되는 충격을 흡수하는 동시에 지면 반발력을 증대시켜 피로감 등을 저하시킬 수 있다.

상기 지지 모듈(200)은 상기 접촉 모듈(100)의 회전에 대한 기준이 되는 구성으로, 사용자의 정강이 또는 종아리의 적어도 일부와 대응되는 구성일 수 있다.

상기 연동 모듈(300)은 상기 지지 모듈(200)에 회전 가능하게 장착될 수 있으며, 회전에 의해 상기 접촉 모듈(100)이 상기 지지 모듈(200)을 기준으로 회전되도록 할 수 있다.

상기 탄성 변형 모듈(400)은 상기 연동 모듈(300)과 상기 접촉 모듈(100) 사이에 위치하여, 상기 접촉 모듈(100)이 상기 연동 모듈(300)과 연동되도록 하는 구성요소일 수 있다.

상기 탄성 변형 모듈(400)은 접촉 모듈(100)의 후방측 하단이 공중으로부터 지면에 접촉된 직후 및 상기 접촉 모듈(100)의 전방측 하단이 지면에 접촉된 상태에서 이격되기 직전에 탄성 변형되는 구성요소일 수 있다.

구체적으로, 상기 탄성 변형 모듈(400)은 우레탄 스프링의 일종으로, 사용자의 보행 시 상기 접촉 모듈(100)의 후방측 하단이 공중으로부터 지면에 접촉된 직후 발생될 수 있는 상기 연동 모듈(300)을 기준으로 한 상기 접촉 모듈(100)의 자유 회전을 방지하는 동시에 지면을 디딜 때 발생되는 충격을 흡수하여 사용자의 보행 시 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지하고 편안함을 제공할 수 있다.

또한, 상기 탄성 변형 모듈(400)은 사용자의 보행 시 접촉 모듈(100)의 전방측 하단이 지면에 접촉된 상태에서 이격되기 직전에 탄성 변형되고 이로 인한 복원력에 의해 지면 반발력을 발생시켜 사용자가 지면을 디딜 때 발생되는 충격을 완화하는 동시에 지면을 차는 추가적인 힘을 제공하여 사용자에게 편안함을 제공할 수 있다.

상기 탄성 변형 모듈(400)은 상기 접촉 모듈(100)에 고정되되, 상기 연동 모듈(300)과는 비고정될 수 있으며, 이로 인하여 특정 상황에서 상기 연동 모듈(300) 사이에 이격이 발생될 수 있다.

물론, 그 반대의 방법으로 고정될 수도 있다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족(10)은 상기 연동 모듈(300)의 회전에 대한 구동력을 제공하기 위한 구동 모듈(500)을 더 포함할 수 있다.

상기 구동 모듈(500)은 일 예로 상기 지지 모듈(200)의 내부에 제공될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족(10)은 상기 구동 모듈(500)을 구동시키기 위한 전력을 제공하는 배터리(미도시)를 포함할 수 있으며, 장착 위치는 제한이 없다.

도 3 및 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족에 제공되는 구동 모듈에 의한 접촉 모듈의 회전 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족(10)은 사용자의 보행 시 정상인의 발의 움직임과 최대한 유사한 동작, 즉, 접촉 모듈(100)의 전방측 하단이 지면에 접촉된 상태에서 이격되기 직전에 지면을 차는 동작을 구현하는 동시에 현재 사용자가 정지 상태로 위치한 지면의 상태에 기초하여 초기 위치 설정이 가능하도록, 접촉 모듈(100)이 지지 모듈(200)을 기준으로 회전될 수 있다.

상기 접촉 모듈(100)의 회전은 연동 모듈(300)의 회전과 연동되어 구현될 수 있으며, 상기 연동 모듈(300)의 회전 시 탄성 변형 모듈(400)을 매개로 하여 회전될 수 있다.

여기서, 상기 연동 모듈(300)의 회전은 구동 모듈(500)에 의해 제공되는 구동력에 의해 구현될 수 있으며, 상기 구동 모듈(500)은 회전축이 서로 직교하는 웜과 웜휠 관계로 상기 연동 모듈(300)과 연결될 수 있다.

구체적으로, 상기 구동 모듈(500)은 구동 모터(510), 웜(520), 상기 웜(520)과 동일축 상에서 회전 가능하여 상기 웜(520)과 연동되어 회전 가능한 롤러(530), 및 상기 구동모터(510)의 회전축(512)과 상기 롤러(530)를 연결하는 벨트(540)를 포함할 수 있다.

상기 구동 모터(510)에 전력이 인가되어 회전축(512)이 회전되면 벨트(540)에 의해 상기 롤러(530)가 회전되며, 상기 롤러(530)의 회전과 동시에 상기 웜(520)이 회전하게 된다.

이때, 연동 모듈(300)의 외면, 즉, 상기 웜(520)과 접촉되는 외면에는 기어 티쓰가 형성되어 웜휠(302)로 기능할 수 있으며, 결과적으로 웜기어와 동일한 작용으로 상기 구동 모듈(500)의 구동력이 상기 연동 모듈(300)로 전달되게 된다.

상기 구동 모터(510)의 회전 방향에 따라 연동 모듈(300) 및 접촉 모듈(100)의 회전 방향은 달라질 수 있으며, 이로 인하여 도 3에 도시된 바와 같이 접촉 모듈(100)의 전방측 하단이 후방측 하단보다 하측에 위치하도록 하거나, 도 4에 도시된 바와 같이 접촉 모듈(100)의 후방측 하단이 전방측 하단보다 하측에 위치하도록 할 수 있다.

본 발명에 따른 로봇 의족(10)은 상기와 같은 지지 모듈(200)을 기준으로 한 접촉 모듈(100)의 상태(각도) 변화에 의해 현재 사용자가 정지 상태로 위치한 지면의 상태에 기초하여 초기 위치 설정이 가능하도록 하여 사용자에게 편안함을 제공하게 된다.

한편, 본 발명에 따른 로봇 의족(10)은 접촉 모듈(100)의 전방측 하단이 지면에 접촉된 상태에서 이격되기 직전에 상기와 같은 지지 모듈(200)을 기준으로 한 접촉 모듈(100)의 상태(각도) 변화에 의해 지면을 차는 힘을 제공하여, 사용자의 보행 시 정상인의 보행과 실질적으로 동일하도록 상기 구동 모터(510)의 회전 방향 및 회전 정도가 미리 설정될 수 있다.

도 5 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족을 착용한 사용자의 보행에 따른 로봇 의족의 동작 상태 변화 과정을 설명하기 위한 도면이다.

사용자의 보행 시 필수적으로 발생되는 동작은 도 5 내지 도 9에 도시된 바와 같이 접촉 모듈(100)의 후방측 하단이 공중으로부터 지면에 접촉된 후 전방측 하단이 상기 지면에 접촉된 상태에서 이격되기 직전의 동작일 수 있다.

우선, 도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 의족(10)을 착용한 사용자가 보행하는 경우, 접촉 모듈(100)의 후방측 하단이 공중으로부터 지면에 접촉되는 보행 동작이 진행되게 된다.

이 경우, 연동 모듈(300)은 정상 상태를 유지할 수 있으며, 상기 정상 상태는 상기 로봇 의족(10)이 상기 지면으로부터 이격된 상황에서의 상태를 의미할 수 있다.

다시 말해서, 상기 정상 상태는 상기 연동 모듈(300)이 상기 지지 모듈(20)을 기준으로 중립에 위치한 상태를 의미할 수 있다.

상기 접촉 모듈(100)의 후방측 하단이 지면에 접촉되면, 후방측에 위치한 제1 탄성 변형 모듈(410)은 상기 연동 모듈(300)과 상기 접촉 모듈(100) 사이에서 탄성 변형되어 수축될 수 있으며, 이 과정에서 상기 연동 모듈(300)을 기준으로 한 상기 접촉 모듈(100)의 자유 회전을 방지할 수 있으며, 지면을 디딜 때 발생되는 충격을 흡수하여 사용자의 보행 시 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지하고 편안함이 제공되게 된다.

상기 탄성 변형 모듈(400)에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 상기 탄성 변형 모듈(400)은 상대적으로 후방측에 위치하는 제1 탄성 변형 모듈(410), 및 상대적으로 전방측에 위치하는 제2 탄성 변형 모듈(420)을 포함할 수 있다.

상기 제1 탄성 변형 모듈(410)은 상기 연동 모듈(300) 및 상기 접촉 모듈(100)의 회전축(600)을 기준으로, 상기 회전축(600)의 후방에 위치하여 상기 접촉 모듈(100)의 후방측 하단이 지면에 접촉된 이후 탄성 변형될 수 있으며, 이 경우, 상기 제2 탄성 변형 모듈(420)은 상기 연동 모듈(300)과 이격된 상태로 변화될 수 있다.

이는 상기 연동 모듈(300)의 구조적인 특징에 기인한 것으로, 상기 연동 모듈(300)은 상기 회전축(600)에 삽입되는 본체부(310), 상기 본체부(310)로부터 후방을 향하여 하향 경사지게 연장되어 상기 제1 탄성 변형 모듈(410)을 가압하기 위한 제1 가압부(320), 및 상기 본체부(310)로부터 전방을 향하여 하향 경사지게 연장되어 상기 제2 탄성 변형 모듈(420)을 가압하기 위한 제2 가압부(330)를 포함할 수 있다.

상기 제1 탄성 변형 모듈(410)이 탄성 변형 되는 경우, 상기 제2 가압부(330)에 의한 가압력은 상기 제2 탄성 변형 모듈(420)과의 이격에 의해 사라지게 되며, 이로 인해 상기 접촉 모듈(100)은 상기 연동 모듈(300)을 기준으로 시계 방향으로 소정의 각도로 회전되게 되는 것이다.

상기와 같은 상기 제1 탄성 변형 모듈(410)의 탄성 변형은 상기 연동 모듈(300)을 기준으로 한 상기 접촉 모듈(100)의 자유 회전을 방지하는 동시에 지면을 디딜 때 발생되는 충격을 흡수하여 사용자의 보행 시 발생될 수 있는 사고를 미연에 방지하고 편안함을 제공하게 된다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 의족(10)을 착용한 사용자의 보행에 의해 접촉 모듈(100)의 바닥면은 전체적으로 지면에 접촉되다가 후방측 하단이 지면으로부터 이격되는 동작이 진행되게 된다.

이때, 연동 모듈(300)은 정상 상태를 유지할 수 있다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 로봇 의족(10)을 착용한 사용자가 보행하는 경우, 접촉 모듈(100)의 전방측 하단이 지면에 접촉된 상태에서 이격되게 되는 보행 동작이 진행되게 된다.

이 경우, 상대적으로 전방측에 위치한 제2 탄성 변형 모듈(420)은 상기 연동 모듈(300)과 상기 접촉 모듈(100) 사이에서 탄성 변형되어 수축될 수 있으며, 이 과정에서 상기 연동 모듈(300)을 기준으로 한 상기 접촉 모듈(100)의 자유 회전을 방지할 수 있다.

또한, 상기 제2 탄성 변형 모듈(420)의 탄성 변형에 의한 복원력은 지면 반발력을 발생시키게 되며, 지면 반발력은 사용자가 지면을 디딜 때 발생되는 충격을 완화하는 동시에 지면을 차는 추가적인 힘을 제공하여 사용자에게 편안함을 제공할 수 있다.

한편, 도 9에 도시된 동작과 동시에 또는 직전 또는 직후에 구동 모듈(500)의 구동에 의한 지지 모듈(200)을 기준으로 한 접촉 모듈(100)의 반시계 방향으로의 회전에 의해 지면 반발력을 증대시켜 사용자에게 보다 편안한 보행 동작을 구현토록 할 수 있다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족의 초기 각도가 조정되는 과정을 설명하기 위한 도면이다.

도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족(10)은 현재 사용자가 위치한 지면의 상태에 기초하여 초기 위치 설정이 가능할 수 있다.

또한, 상기 사용자가 착용하는 신발의 굽의 높이에 기초하여 초기 위치 설정이 가능할 수 있다.

상기 로봇 의족(10)의 초기 위치는 지지 모듈(200)을 기준으로 한 접촉 모듈(100)의 미세한 각도 조절을 통해 구현될 수 있으며, 이 경우 탄성 변형 모듈(400)과의 간섭 없이 상기 지지 모듈(200)을 기준으로 한 회전 각도가 조절될 수 있다.

이는 미세한 각도 조절을 위해 지지 모듈(200)을 기준으로 연동 모듈(300)을 회전시키는 경우, 상기 연동 모듈(300)과 함께 상기 탄성 변형 모듈(400) 및 접촉 모듈(100)도 연동되어 회전되기 때문으로, 상기 로봇 의족은 초기 위치 설정이 가능하여 환경 변화에 유연하게 대처할 수 있다.

도 11은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 로봇 의족을 설명하기 위한 개략사시도이며, 도 12 및 도 13은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 로봇 의족 로봇에 제공되는 구동 모듈에 의한 접촉 모듈의 회전 동작 원리를 설명하기 위한 도면이다.

도 11 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 로봇 의족(10')은 지지 모듈(200')을 기준으로 한 연동 모듈(300') 및 접촉 모듈(100')의 회전 원리를 제외하고는 도 1 내지 도 10을 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇 의족(10)과 구성 및 효과가 동일하므로, 상기 회전 원리 이외의 구성에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 다른 일 실시예에 따른 로봇 의족(10')에 제공되는 구동 모듈(500')은 연동 모듈(300')에 대해 구동력을 제공할 수 있다.

상기 구동 모듈(500')은 구동 모터(510'), 상기 구동 모터(510')의 회전력에 의해 연동되어 회전되는 롤러(530'), 상기 회전력을 전달하기 위한 벨트(540'), 및 회전되는 정도에 기초하여 연동 모듈(300')에 연결된 피삽입부(350')에 삽입되는 정도가 달라지는 삽입부(550')를 포함할 수있다.

상기 구동 모터(510')로부터 회전력이 발생되면, 벨트(540')에 의해 롤러(530')가 회전되게 되며, 상기 롤러(530')의 회전에 의해 삽입부(550')가 회전되어 상기 피삽입부(350')에 삽입되는 정도가 변하게 된다.

여기서, 상기 구동 모터(510')의 회전 방향에 따라 상기 삽입부(550')가 상기 피삽입부(350')에 삽입될 수도 있고 인출될 수도 있다.

만약, 삽입이 되는 경우라면 도 12과 같은 상태가 되며 인출이 되는 경우라면 도 13과 같은 상태가 될 것이다.

상기에서는 본 발명에 따른 실시예를 기준으로 본 발명의 구성과 특징을 설명하였으나 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 사상과 범위 내에서 다양하게 변경 또는 변형할 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자에게 명백한 것이며, 따라서 이와 같은 변경 또는 변형은 첨부된 특허청구범위에 속함을 밝혀둔다.

10: 로봇 의족
100: 접촉 모듈
200: 지지 모듈
300: 연동 모듈
400: 탄성 변형 모듈
500: 구동 모듈

Claims

사용자의 지체 부위에 장착되어 상기 사용자의 보행을 보조하기 위한 로봇 의족에 있어서,
상기 사용자의 보행 시 지면과 접촉되는 접촉 모듈;
상기 접촉 모듈의 회전에 대한 기준이 되는 지지 모듈;
상기 지지 모듈에 회전 가능하게 장착되며, 회전에 의해 상기 접촉 모듈이 상기 지지 모듈을 기준으로 회전되도록 하는 연동 모듈; 및
상기 연동 모듈과 상기 접촉 모듈 사이에 위치하여 상기 접촉 모듈이 상기 연동 모듈과 연동되도록 하며, 상기 접촉 모듈의 회전에 의해 상기 접촉 모듈의 후방측 하단이 공중으로부터 상기 지면에 접촉된 직후의 동작 또는 상기 접촉 모듈의 전방측 하단이 상기 지면에 접촉된 상태에서 이격되기 직전의 동작에 의해 탄성 변형되어, 지면을 디딜 때 발생되는 충격을 완화하는 탄성 변형 모듈;을 포함하며,
상기 접촉 모듈은,
상기 연동 모듈의 회전에 대한 구동력을 제공하는 구동 모듈에 의해 상기 연동 모듈이 회전되는 경우, 상기 탄성 변형 모듈을 매개로 하여 회전되고,
상기 연동 모듈 및 상기 탄성 변형 모듈과 연동되어 상기 지지 모듈을 기준으로 회전 가능하여, 상기 탄성 변형 모듈과의 간섭 없이 상기 지지 모듈을 기준으로 한 초기 위치 설정이 가능한 것을 특징으로 하는 로봇 의족.
삭제
제1항에 있어서,
상기 탄성 변형 모듈은,
상기 연동 모듈 및 상기 접촉 모듈의 회전축을 기준으로, 상기 회전축의 후방에 위치하여 상기 접촉 모듈의 후방측 하단이 공중으로부터 상기 지면에 접촉된 직후의 동작에 의해 탄성 변형되는 제1 탄성 변형 모듈, 및 상기 회전축의 전방에 위치하여 상기 접촉 모듈의 전방측 하단이 상기 지면에 접촉된 상태에서 이격되기 직전 동작에 의해 탄성 변형되는 제2 탄성 변형 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 의족.
제3항에 있어서,
상기 탄성 변형 모듈은,
상기 접촉 모듈에 고정되되, 상기 연동 모듈과는 비고정되며,
상기 제1 탄성 변형 모듈은,
상기 제2 탄성 변형 모듈이 상기 연동 모듈과 이격된 경우, 탄성 변형되고,
상기 제2 탄성 변형 모듈은,
상기 제1 탄성 변형 모듈이 상기 연동 모듈과 이격된 경우, 탄성 변형되는 것을 특징으로 하는 로봇 의족.
제3항에 있어서,
상기 연동 모듈은,
상기 회전축에 삽입되는 본체부, 상기 본체부로부터 후방을 향하여 하향 경사지게 연장되어 상기 제1 탄성 변형 모듈을 가압하기 위한 제1 가압부, 및 상기 본체부로부터 전방을 향하여 하향 경사지게 연장되어 상기 제2 탄성 변형 모듈을 가압하기 위한 제2 가압부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 의족.
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제1항에 있어서,
상기 구동 모듈은,
회전축이 서로 직교하는 웜과 웜휠 관계로 상기 연동 모듈과 연결되는 것을 특징으로 하는 로봇 의족.
제1항에 있어서,
상기 구동 모듈은,
회전되는 정도에 기초하여 상기 연동 모듈에 연결된 피삽입부에 삽입되는 정도가 달라지는 삽입부를 포함하는 것을 특징으로 하는 로봇 의족.