KR102456142B1 - 착용형 보조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 착용자의 하지의 대퇴 길이, 하퇴 길이, 대퇴의 위치, 하퇴의 위치 또는 발목의 위치에 대응하여, 착용형 보조장치의 사이즈 및 착용형 보조장치의 형태 조절이 가능하며, 발목의 자연스러운 회전을 허용하여 보다 자연스러운 보행 동작을 가능하게 하는 착용형 보조장치에 관한 것이다.

Description

착용형 보조장치{WEARABLE ASSISTING DEVICE}

본 발명은 착용형 보조장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 착용자의 하지의 대퇴 길이, 하퇴 길이, 대퇴의 위치, 하퇴의 위치 또는 발목의 위치에 대응하여, 착용형 보조장치의 사이즈 및 착용형 보조장치의 형태 조절이 가능하며, 발목의 자연스러운 회전을 허용하여 보다 자연스러운 보행 동작을 가능하게 하는 착용형 보조장치에 관한 것이다.

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.

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.

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.

착용자의 하지의 대퇴 길이, 하퇴 길이, 대퇴의 위치, 하퇴의 위치 또는 발목의 위치는 착용자마다 다르고, 일반적으로 장애인용 또는 재활용 착용형 보조장치의 경우 착용자의 신체 사이즈에 대응하여 로봇의 뼈대 역할을 하는 구조물을 별도로 제작하는 경우가 많아 비용이 크게 증가하고, 로봇 제조사의 유지 보수의 측면에서도 다양한 사이즈의 부품을 별도로 관리하여야 하는 부담이 크다.

또한, 능동 보조력을 제공하는 착용형 보조장치의 경우, 고관절 또는 슬관절의 보조토크를 제공하여 착용자의 독립적 보행을 보조하는 보조장치들이 소개된 바가 있으나, 발목관절의 경우 무게 또는 비용 등의 이유로 발목관절 보조력 제공을 위한 별도의 구동기를 장착하지 않고 발목의 움직임을 하용하지 않는 경우가 많다. 그러나, 발목의 능동 보조력 제공과 별개로 발목의 움직임 자체를 허용하지 않는 경우 자연스러운 보행 동작을 구현하기 어렵다는 문제가 있다.

대한민국 공개특허 공개번호 10-2010-0082989호 (공개일자 2010년07월21일)

본 발명은 착용자의 하지의 대퇴 길이, 하퇴 길이, 대퇴의 위치, 하퇴의 위치 또는 발목의 위치에 대응하여, 착용형 보조장치의 사이즈 및 착용형 보조장치의 형태 조절이 가능하며, 발목의 자연스러운 회전을 허용하여 보다 자연스러운 보행 동작을 가능하게 하는 착용형 보조장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

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; 상기 고관절 구동기에 의하여 구동되며, 착용자의 대퇴에 회전 보조력을 제공하는 대퇴 지지유닛; 상기 대퇴 지지유닛 단부에 장착되는 한 쌍의 슬관절 구동기; 상기 슬관절 구동기에 의하여 구동되며, 착용자의 하퇴에 회전 보조력을 제공하는 하퇴 지지유닛; 상기 대퇴 지지유닛 또는 상기 하퇴 지지유닛은 길이 조절이 가능하도록 코어부 및 상기 코어부에 대하여 슬라이딩되어 위치 변경이 가능한 슬라이딩부;를 구비하고, 상기 대퇴 지지유닛 또는 상기 하퇴 지지유닛은 상기 코어부에 회전 가능하게 장착되는 스크류가 구비되고, 상기 슬라이딩부에 상기 스크류에 의하여 구동되는 스크류 너트가 구비되며, 상기 코어부의 스크류의 회전에 따라 상기 슬라이딩부는 상기 코어부에 대하여 슬라이딩하여 상기 대퇴 지지유닛 또는 상기 하퇴 지지유닛의 길이가 조절되며, 상기 코어부는 상기 스크류에 베벨기어를 매개로 체결되는 회전축을 구비한 회전노브를 더 구비하고, 상기 회전노브를 회전시켜 상기 스크류를 회전시키는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇을 제공할 수 있다.
또한, 상기 대퇴 지지유닛 및 상기 하퇴 지지유닛은 각각 복수 개의 착용유닛이 구비되고, 적어도 하나의 착용유닛은 상기 코어부에 장착되고, 적어도 하나의 착용유닛은 상기 슬라이딩부에 장착되어, 상기 코어부에 대해 상기 슬라이딩부가 슬라이딩 변위되면 하나의 지지유닛에 장착된 착용유닛 간의 간격이 변경될 수 있다.

본 발명에 따른 착용형 보조장치에 의하면, 착용형 보조장치 착용자의 착용자의 하지의 대퇴 길이, 하퇴 길이, 대퇴의 위치, 하퇴의 위치 또는 발목의 위치에 대응하여 착용형 보조장치의 하부 구조의 크기 및 형태를 를 조절할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 착용형 보조장치에 의하면, 착용형 보조장치의 하부 구조의 크기 및 형태를 조절할 수 있으므로, 착용자의 신체 사이즈별로 착용형 보조장치를 제작, 유지 및 보수하는 부담과 비용을 크게 낮출 수 있으며, 착용자의 보조장치 사용중 착용형 보조장치의 사이즈의 미세조정이 가능하므로 착용자별 최적의 피팅을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명은 착용형 보조장치는 미리 결정된 범위로 발목 관절의 회전을 허용하여 보다 자연스러운 보행 동작을 가능하게 할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 정면 사시도를 도시하며, 도 2는 도 1에 도시된 착용형 보조장치의 후면 사시도를 도시한다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 사이즈 조절 상태를 도시한다.
도 5는 본 발명의 착용형 보조장치의 대퇴 지지유닛이 수축된 상태와 신장된 상태의 사시도를 도시하며, 도 6는 대퇴 지지유닛의 수축된 상태와 신장된 상태의 대퇴 지지유닛의 투시도를 도시한다.
도 7는 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 왼쪽 하지 지지구조의 정면도를 도시한다.
도 8은 대퇴 지지유닛 또는 하퇴 지지유닛에 장착되는 착용유닛의 수평방향 위치 조절을 위한 슬라이딩부와 착용유닛의 위치조절 구조를 도시한다.
도 9는 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 하퇴 지지유닛에 장착된 하부 착용유닛이 좌우 방향으로 회전축 방향으로 위치가 조절되는 과정을 도시한다.
도 10은 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 족유닛의 사시도를 도시한다.

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.

도 1은 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 정면 사시도를 도시하며, 도 2는 도 1에 도시된 착용형 보조장치의 후면 사시도를 도시한다.

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. 본 발명은 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 양 단부에 장착되는 한 쌍의 고관절 구동기(100a, 100b); 상기 고관절 구동기에 의하여 구동되며, 착용자의 대퇴에 회전 보조력을 제공하는 대퇴 지지유닛(200a, 200b); 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 포함하여 구성될 수 있다.

상기 착용형 보조장치(1000)은 착용자의 등판 후방에 배치되는 본체부(500)와, 상기 본체부(500)에서 아래로 연장되어 착용자의 각각의 다리를 지지하는 한 쌍의 다리 유닛을 포함할 수 있다.

상기 본체부(500)는 몸체유닛(400)에 장착되며, 한 쌍의 다리 유닛 역시 몸체유닛(400) 양단에 장착될 수 있다.

여기서, 상기 다리 유닛은 고관절과 슬관절에 각각 구비되어 대퇴와 하퇴에 보조 토크를 제공하여 착용자의 독립 보행을 보조할 수 있다.

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.

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.

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 보조장치는 착용자의 고관절과 슬관절에만 관절 구동기(100)가 구비되는 예가 도시되었으나, 필요에 따라 발목관절에도 별도의 구동장치를 구비할 수 있다.

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.

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 영역 또는 고관절 영역을 감싸며 장착되고, 상기 몸체유닛(400)의 양단은 착용자의 고관절 측면 영역으로 연장 구성될 수 있다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 사이즈 조절 상태를 도시한다.

본 발명은 제어신호를 제공하는 컨트롤러 및 전원 제공을 위한 배터리를 포함하는 본체부(500); 상기 본체부(500)가 후방에 장착되며, 착용자의 허리 영역을 감싸며 장착되고, 착용자의 허리 측면 영역으로 연장되는 몸체유닛(400); 착용자의 고관절 측면 영역으로 연장된 상기 몸체유닛(400) 양 단부에 장착되는 한 쌍의 고관절 구동기(100a, 100b); 상기 고관절 구동기(100a, 100b)에 의하여 구동되며, 착용자의 대퇴에 회전 보조력을 제공하는 대퇴 지지유닛(200a, 200b); 상기 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 단부에 장착되는 한 쌍의 슬관절 구동기(100c, 100d); 상기 슬관절 구동기(100c, 100d)에 의하여 구동되며, 착용자의 대퇴에 회전 보조력을 제공하는 하퇴 지지유닛(200c, 200d); 및, 상기 하퇴 지지유닛(200c, 200d)의 단부에 장착되어, 착용자의 발을 지지하는 족유닛(300a, 300b); 및, 상기 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 및 상기 하퇴 지지유닛(200c, 200d)에 각각 적어도 하나가 장착되며, 착용자의 대퇴 또는 하퇴의 후방이 착용되어 상기 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 및 상기 하퇴 지지유닛(200c, 200d)의 보조력을 착용자의 대퇴 또는 하퇴에 전달하기 위한 적어도 하나의 착용유닛(600);을 포함하고, 상기 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 또는 상기 하퇴 지지유닛(200c, 200d)은 길이 조절이 가능하도록 코어부(210) 및 상기 코어부(210)에 대하여 위치 변경이 가능한 슬라이딩부(230)를 구비하여 구성될 수 있다.

도 3에 도시된 상태는 하지의 대퇴와 하퇴의 길이가 긴 착용자의 착용을 위하여 대퇴 지지유닛(200a, 200b)과 하퇴 지지유닛(200c, 200d)을 신장시킨 상태로, 이 경우 각각의 지지유닛의 코어부(210)로부터 슬라이딩부(230)를 슬라이딩 변위시켜 지지유닛의 길이를 확대한 상태이며, 도 4에 도시된 상태는 하지의 대퇴와 하퇴의 길이가 짧은 착용자의 착용을 위하여 대퇴 지지유닛(200a, 200b)과 하퇴 지지유닛(200c, 200d)을 수축시킨 상태로, 이 경우 각각의 지지유닛의 코어부(210, 도 5 참조)와 슬라이딩부(230, 도 5 참조)가 중첩되도록 슬라이딩부(230)를 슬라이딩 변위시켜 지지유닛(200)의 길이를 축소한 상태를 도시한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 각각의 대퇴 지지유닛(200a, 200b)과 하퇴 지지유닛(200c, 200d)은 독립적으로 그 길이조절이 가능하고, 후술하는 바와 같이 대퇴 지지유닛(200a, 200b)과 하퇴 지지유닛(200c, 200d)에 장착되어 착용자의 대퇴와 하퇴를 감싸 관절 구동기(100)에서 제공되는 보조토크를 전달하는 착용유닛(600)의 위치도 변경이 가능하여 착용자의 하지의 대퇴 길이, 하퇴 길이, 대퇴의 위치, 하퇴의 위치에 대응하여 착용형 보조장치의 크기와 형태를 미세하게 튜닝할 수 있으므로, 착용형 보조장치 착용자의 다양한 신체 사이즈에 대응할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도 5는 본 발명의 착용형 보조장치의 대퇴 지지유닛(200a, 200b)이 신장된 상태와 수축된 상태의 사시도를 도시하며, 도 6는 대퇴 지지유닛의 수축된 상태와 신장된 상태의 대퇴 지지유닛의 투시도를 도시한다.

본 발명에 따른 착용형 보조장치는 상기 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 또는 상기 하퇴 지지유닛(200c, 200d)은 길이 조절이 가능하도록 코어부(210) 및 상기 코어부(210)에 대하여 위치 변경이 가능한 슬라이딩부(230)를 구비하여 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 착용형 보조장치를 구성하는 상기 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 또는 상기 하퇴 지지유닛(200c, 200d)의 코어부(210)는 각각 고관절 구동기(100a, 100b)와 슬관절 구동기(100c, 100d)에 각각 연결되어 회전 구동되고, 슬라이딩부(230)는 그 코어부(210)에 슬라이딩 가능하게 체결된다. 상기 코어부(210)와 상기 슬라이딩부(230)는 각각 프레임 구조로 구성되되, 제한된 범위에서 슬라이딩부(230)가 상기 코어부(210)에 대하여 슬라이딩되며 지지유닛의 길이를 조절하게 된다.

구체적으로, 도 5(a)에 되된 바와 같이, 대퇴 지지유닛(200a, 200b)을 구성하는 코어부(210)에서 슬라이딩부(230)를 하방으로 슬라이딩시키면 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 전체의 길이를 확대하는 조절이 가능하여, 대퇴의 길이가 긴 착용자에 대응할 수 있고, 도 5(b)에 되된 바와 같이, 대퇴 지지유닛(200a, 200b)을 구성하는 슬라이딩부(230)가 코어부(210)와 중첩되는 방향으로 상방으로 슬라이딩시키면 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 전체의 길이를 축소하는 조절이 가능하여, 대퇴의 길이가 짧은 착용자에 대응할 수 있다. 이와 같은 길이 조절 메커니즘은 대퇴 지지유닛과 하퇴 지지유닛에 공통적으로 적용될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 또는 상기 하퇴 지지유닛(200c, 200d)의 코어부(210)와 슬라이딩부(230)는 각각 적어도 하나의 착용유닛(600)이 장착되어, 지지유닛 길이변화에 대응하여 착용유닛(600)의 간격도 조절되어, 지지유닛의 길이와 비례하는 길이를 갖는 착용자의 대퇴 또는 하퇴를 안정적으로 지지할 수 있다.

또한, 각각의 착용유닛(600) 중 적어도 하나는 코어부(210) 또는 슬라이딩부(230) 내에서 별도로 위치 조절이 가능하도록 하여 착용자의 체형에 맞게 추가적인 형태 수정 또는 피팅도 가능할 수 있다.

도 6을 참조하면, 각각의 대퇴 지지유닛을 구성하는 코어부(210)와 슬라이딩부(230)의 구조와 관련하여, 상기 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 또는 상기 하퇴 지지유닛은 상기 코어부(210)에 회전 가능하게 장착되는 스크류(215)가 구비되고, 상기 슬라이딩부(230)에 상기 스크류(215)와 체결 구동되는 스크류 너트(235)가 구비되며, 상기 코어부(210)의 스크류(215)의 회전에 따라 상기 슬라이딩부(230)는 상기 코어부(210)에 대하여 슬라이딩하여 상기 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 또는 상기 하퇴 지지유닛(200c, 200d)의 길이가 조절될 수 있다.

즉, 상기 코어부(210)에는 볼스크류 구동 방식의 스크류(215)가 회전 가능하게 장착되고, 상기 슬라이딩부(230)에는 상기 스크류(215)에 의하여 구동되는 스크류 너트(235)가 구비되어 코어부(210)에서 스크류(215) 구동시 슬라이딩부(230)가 승강 구동하는 구조를 적용하였다.

또한, 상기 코어부(210)는 상기 스크류(215)에 베벨기어(213)를 매개로 체결되는 회전축을 구비한 회전노브(211)를 더 구비하고, 상기 회전노브(211)를 회전시켜 상기 스크류(215)를 회전시킬 수 있다.

물론, 상기 스크류(215)의 스크류 너트(235)의 위치는 상호 변경될 수도 있다. 즉, 각각의 관절 구동기에 연결되는 코어부(210)에 스크류 너트를 구비하고, 슬라이딩부(230)에 스크류, 베벨기어 및 회전노브를 구비할 수도 있다.

또한, 베벨기어를 사용하지 않고 직접 스크류를 구동하도록 회전노브 등을 스크류에 직결시켜 스크류를 회전 구동시킬 수도 있다.

도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 각각의 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 및 하퇴 지지유닛(200c, 200d)의 코어부(210)에 구비된 회전노브(211)는 착용형 보조장치 전방으로 노출되도록 장착되어 착용형 보조장치 착용자 스스로 지지유닛 길이 조절시 작업 편의성을 향상시킬 수 있다.

도 7는 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 왼쪽 하지 지지구조의 정면도를 도시한다.

본 발명에 따른 착용형 보조장치는 각각 대퇴 지지유닛(200a, 200b)과 하퇴 지지유닛(200c, 200d)에 각각 적어도 하나의 착용유닛(600)을 구비하여, 착용유닛(600)이 착용자의 대퇴와 하퇴를 감싸 각각의 고관절 구동기(100a, 100b) 및 슬관절 구동기(100c, 100d)의 보조토크를 전달하게 된다.

본 발명에 따른 착용형 보조장치의 경우, 전술한 바와 같이 착용자의 하지 중 대퇴 길이, 하퇴 길이에 대응하여, 대퇴 지지유닛(200a, 200b)과 하퇴 지지유닛(200c, 200d)의 길이를 조절하는 기능을 제공할 수 있다.

그러나, 착용자의 체형은 대퇴의 길이 또는 하퇴의 길이 이외에도 대퇴 또는 하퇴 체형 상의 특이성으로 인해 착용유닛(600)의 위치 변경이 필요한 경우가 많다.

전술한 바와 같이 각각의 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 또는 하퇴 지지유닛(200c, 200d)을 구성하는 코어부(210)와 슬라이딩부(230)는 각각 저어도 하나의 착용유닛(600)이 장착되고, 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 또는 하퇴 지지유닛(200c, 200d)의 길이 조절 과정에서 각각의 착용유닛(600)의 간격을 연동하여 조절될 수 있음은 전술한 바와 같다.

그러나, 본 발명에 따른 착용형 보조로봇은 대퇴 지지유닛 또는 하퇴 지지유닛의 길이 조절 과정에서 연동되는 착용유닛(600)의 위치 조절 기능 외에도 추가적인 착용유닛(600)의 위치 조절기능을 제공한다.

도 7에 도시된 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 또는 하퇴 지지유닛(200c, 200d)에 장착된 상부 착용유닛(600(1), 600(3))은 각각의 지지유닛의 코어부(210)에 장착되고, 대퇴 지지유닛(200a) 또는 하퇴 지지유닛(200c)에 장착된 하부 착용유닛(600(2), 600(4))은 각각의 지지유닛의 슬라이딩부(230)에 장착된다.

그리고, 도 7(a)에 도시된 상태의 대퇴 지지유닛(200a) 또는 하퇴 지지유닛(200c)의 상부 착용유닛(600(1), 600(3))은 도 7(b)에 도시된 상태의 상부 착용유닛(600(1), 600(3))의 위치보다 높은 위치에 장착될 수 있음을 도시한다.

즉, 착용유닛(600)을 지지유닛(200)에 체결하기 위하여 착용유닛(600)을 구성하는 체결블록(610)의 체결을 위한 체결공 등의 체결구조를 지지유닛의 코어부(210)의 서로 다른 높이에 다수 형성하여, 지지유닛의 길이 조절과정에서 발생되는 착용유닛(600)의 높이 조절 기능에 부가적인 높이 조절 기능을 제공할 수 있다.

따라서, 지지유닛의 길이 조절 과정에서 높이가 조절된 착용유닛(600)에 불편함 또는 통증을 느끼는 착용자를 위하여 개별적으로 착용유닛(600)의 높이를 조절하여 착용자의 신체 특성에 따른 착용유닛(600) 위치 최적화가 가능하다.

그리고, 도 7(a)에 도시된 대퇴 지지유닛(200a) 또는 하퇴 지지유닛(200c)에 장착된 하부 착용유닛(600(2), 600(4))은 각각의 지지유닛의 슬라이딩부(230)에 장착될 수 있고, 도 7(a)에 도시된 상태의 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 또는 하퇴 지지유닛(200c, 200d)의 하부 착용유닛(600(2), 600(4))은 도 7(b)에 도시된 상태의 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 또는 하퇴 지지유닛(200c, 200d)의 하부 착용유닛(600(2), 600(4))의 위치보다 외측으로 편심된 위치에 장착될 수 있음을 도시한다.

즉, 지지유닛에 장착되는 적어도 하나의 착용유닛(600)은 수평방향 또는 좌우방향 위치가 조절가능하도록 하여 착용자의 대퇴 또는 하퇴 골격의 휨 또는 특징에 따라 적절한 위치에서 대퇴와 하퇴를 감싸도록 위치가 조절될 수 있다.

착용유닛(600)의 지지유닛에 대한 수평방향 또는 좌우방향 위치 조절과 관련된 구조와 방법은 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다.

도 8은 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 또는 하퇴 지지유닛(200c, 200d)에 장착되는 착용유닛(600)의 수평방향 위치 조절을 위한 슬라이딩부(230)와 착용유닛(600)의 위치조절 구조를 도시한다.

각각의 지지유닛의 슬라이딩부(230)는 코어부(210)에 슬라이딩 가능하게 체결되는 슬라이딩 프레임(233) 및 착용유닛(600)의 수평위치 조절이 가능하도록 착용유닛(600)을 상기 슬라이딩 프레임(233)에 장착되는 마운트 부재(250)를 구비할 수 있다.

상기 마운트 부재(250)는 착용유닛(600)이 체결되는 체결부(251)와 지지유닛의 슬라이딩부(230)를 구성하는 슬라이딩 프레임(233)에 위치 변경이 가능하도록 장착되는 마운트부(255)를 포함하여 구성될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 마운트 부재(250)의 체결부(251)와 마운트부(255)는 T자형 형상을 갖도록 구성될 수 있다.

상기 슬라이딩 프레임(233)의 내주면에 적어도 하나의 돌기와 적어도 하나의 요홈이 구비되는 위치결정부재(239)가 장착될 수 있고, 상기 마운트 부재(250)의 마운트부(255)에 상기 위치결정부재(239)와 형합되어 착용유닛(600)의 위치를 수평방향 위치를 결정하기 위한 위치결정구조(257)가 형성될 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 위치결정부재(239)는 슬라이딩 프레임(233)에 장착되며, 착용유닛(600)의 위치 조절 방향으로 복수 개의 돌기와 홈이 물결 형태로 형성된 부재일 수 있으며, 상기 위치결정구조(257)는 상기 마운트 부재(250)의 마운트부(255) 내주면에 형성되어, 상기 위치결정부재(239)의 돌기와 홈의 형상에 대응되는 홈과 돌기가 물결 형태로 반복 형성되는 구조를 의미한다. 물론, 위치결정부재가 마운트 부재의 마운트부 내주면에 장착되고, 위치결정구조가 상기 슬라이딩 프레임에 구비될 수도 있다.

이와 같은 슬라이딩 프레임(233)의 위치결정부재(239)와 마운트부(255)의 위치결정구조(257)의 홈과 돌기의 형상과 크기는 동일하게 구성되어 슬라이딩부(230)의 슬라이딩 프레임(233)과 마운트 부재(250)의 마운트부(255)가 밀착 형합된 상태에서는 결정된 위치로 고정되며, 마운트부(255)에 형성된 홈과 돌기의 개수에 비례하여 마운트부(255)의 슬라이딩 프레임(233)에 대한 장착위치의 조절 범위가 증가될 수 있다.

즉, 착용자의 대퇴 또는 하퇴의 골격의 휨 정도에 따라 수평방향 내측으로 또는 수평방향 외측으로 착용유닛(600)의 위치를 변경해야 하는 경우 상기 슬라이딩 프레임(233)의 위치결정부재(239)에 대한 착용유닛(600)이 체결된 마운트 부재(250)의 마운트부(255) 위치결정구조(257)의 형합 위치를 조절하여 다양한 신체 조건의 착용자에 대응할 수 있다.

상기 슬라이딩 프레임(233)의 위치결정부재(239)에 대한 착용유닛(600)이 체결된 마운트 부재(250)의 마운트부(255) 위치결정구조(257)의 형합 위치의 조절과 조절된 위치를 고정하는 구조에 관하여 설명한다.

도 9는 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 하퇴 지지유닛(200c)에 장착된 하부 착용유닛(600(4))이 좌우 방향으로 회전축 방향으로 위치가 조절되는 과정을 도시한다. 상기 대퇴 지지유닛에 장착된 하부 착용유닛의 수평 위치 조절의 경우에도 마찬가지 방법이 적용될 수 있으며, 각각의 지지유닛에 장착된 상부 착용유닛의 경우에도 좌우 또는 수평 위치조절 구조가 채용될 수 있음은 자명하다.

먼저, 도 9(a)은 하부 착용유닛(600(4))이 지지유닛 내측 방향으로 치우친 제1 위치에 장착된 상테를 도시하며, 도 9(b)는 하부 착용유닛(600(4))의 위치를 변경하는 과정과 방법을 도시하며, 도 9(c)에 도시된 상태는 하부 착용유닛(600(4))이 지지유닛 외측 방향으로 변위되어 제2 위치로 위치가 변경된 상태를 도시한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 마운트 부재(250)는 착용유닛(600)이 체결되는 체결부(251)와 지지유닛의 슬라이딩부(230)를 구성하는 슬라이딩 프레임(233)에 위치 변경이 가능하도록 장착되는 마운트부(255)를 포함하고, 상기 지지유닛의 슬라이딩부(230)를 구성하는 슬라이딩 프레임(233)에 위치결정부재(239)가 장착된다.

또한, 상기 위치결정부재(239, 도 8 참조)의 반복적인 요철 구조는 상기 마운트 부재(250)의 마운트부(255)에 형성된 위치결정구조(257)와 형합되는 형상으로 구성되어, 상기 위치결정부재(239)가 장착된 슬라이딩 프레임(233)에 상기 마운트 부재(250)의 마운트부(255)가 밀착되는 경우, 착용유닛(600)의 좌우 방향 위치가 고정될 수 있다.

따라서, 상기 위치결정부재(239)가 장착된 슬라이딩 프레임(233)에 상기 마운트 부재(250)의 마운트부(255)가 밀착된 상태를 유지할 수 있도록 상기 슬라이딩 프레임(233)에 탄성 레버부재(236)가 구비되고, 상기 탄성 레버부재(236)는 위치결정부재(239)와 형합 결합된 마운트 부재(250)의 마운트부(255) 외면을 슬라이딩 프레임(233) 방향으로 탄성 가압하여, 마운트 부재와 슬라이딩 프레임의 결합 상태가 유지되어 착용유닛(600)의 위치를 고정할 수 있다.

그러나, 착용자의 신체 구조에 대응하여 착용유닛의 위치를 변경할 필요가 있는 경우, 도 9(b)에도시된 바와 같이, 탄성 레버부재(236)의 레버를 눌러 탄성 레버부재(236)의 레버의 타단이 상기 마운트부(255)의 가압 상태를 해제하고, 착용유닛(600)이 장착된 마운트 부재(250)의 마운트부(255)의 위치를 좌우 방향 또는 내외측 방향으로 조절하고, 탄성 레버부재(236)의 레버부의 눌림 상태를 해제하면 탄성 레버부재(236)의 레버의 타단이 다시 상기 마운트부(255)의 외면을 가압하여 변경된 위치로 상기 착용유닛(600)의 변경된 위치를 고정할 수 있다.

그리고, 상기 슬라이딩 프레임(233) 상에 장착된 탄성 레버부재(236) 하부에 위치결정부재(239)가 장착되며, 위치결정부재(239) 하부에 상기 마운트 부재의 마운트부(255) 하단을 지지하여 마운트부(255)의 위치 이탈을 방지하기 위한 슬롯을 형성하는 가이드부재(237)가 장착될 수 있다. 따라서, 도 9(b)에 도시된 바와 같이 상기 가이드부재(237)는 마운트 부재의 위치를 변경하는 과정에서 마운트 부재가 분리 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

이와 같은 방법으로, 본 발명은 착용형 보조장치는 착용자의 하지의 대퇴 길이, 하퇴 길이, 대퇴의 위치, 하퇴의 위치 또는 발목의 위치에 대응하여, 착용형 보조장치의 지지유닛의 길이 사이즈 및 착용형 보조장치의 착용유닛(600)의 위치를 조절할 수 있다.

도 10은 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 족유닛의 사시도를 도시한다.

본 발명은 착용형 보조장치를 구성하는 대퇴 지지유닛 또는 하퇴 지지유닛에 장착된 착용유닛의 수평방향 또는 좌우방향 위치 조절 기능과 같은 목적으로 착용형 보조장치의 족유닛(300)의 수평방향 또는 좌우방향 위치의 조절도 가능하도록 구성될 수 있다.

도 10에 도시된 족유닛(300b)은 힌지축 방식의 발목축(310)을 구비하고, 하퇴 지지유닛(200c, 200d)을 구성하는 슬라이딩부(230) 하단에 구비된 C자 링 형상의 장착부재(238)에 장착되어 발목축(310)이 장착부재(238) 내에서 회전이 가능함과 동시에 발목축의 길이방향과 평행한 방향으로 슬라이딩 변위되는 구조를 제공할 수 있다. 그리고, 상기 발목축(310)은 장착부재(238) 내에서 회전이 가능하도록 구성되어 보다 자연스러운 보행 동작을 제공할 수 있다.

이 경우, 상기 발목축(310)에는 상기 장착부재(238)에서 수평방향 이탈을 방지하기 위한 슬라디잉 스토퍼(311)가 구비되고 회전각 제한을 위한 회전 스토퍼(313)가 구비되어 족유닛(300a, 300b)의 수평방향 또는 좌우방향 위치조절 범위를 제한하고 족유닛(300a, 300b)이 하퇴 지지유닛(200c, 200d)에 대한 발목 회전 범위를 제한하여 착용자의 발목 부상을 방지할 수 있다.

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.

1000 : 착용형 보조장치
100 : 관절 구동기
200 : 대퇴 지지유닛, 하퇴 지지유닛
300 : 족유닛
400 : 몸체유닛
500 : 본체부

Claims (12)

1. 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;
   상기 고관절 구동기에 의하여 구동되며, 착용자의 대퇴에 회전 보조력을 제공하는 대퇴 지지유닛;
   상기 대퇴 지지유닛 단부에 장착되는 한 쌍의 슬관절 구동기;
   상기 슬관절 구동기에 의하여 구동되며, 착용자의 하퇴에 회전 보조력을 제공하는 하퇴 지지유닛;
   상기 대퇴 지지유닛 또는 상기 하퇴 지지유닛은 코어부 및 상기 코어부에 중첩되도록 장착되되 상기 코어부에 대하여 슬라이딩되어 위치 변경이 가능하여, 상기 대퇴 지지유닛 및 상기 하퇴 지지유닛의 길이 조절이 가능하도록 하는 슬라이딩부;를 구비하고,
   상기 대퇴 지지유닛 또는 상기 하퇴 지지유닛은 상기 코어부의 길이방향을 따라 배치되고 회전 가능하게 장착되는 스크류가 구비되고, 상기 슬라이딩부에 상기 스크류에 의하여 구동되는 스크류 너트가 구비되며, 상기 코어부의 스크류의 회전에 따라 상기 슬라이딩부는 상기 코어부에 대하여 슬라이딩하여 상기 대퇴 지지유닛 또는 상기 하퇴 지지유닛의 길이가 조절되며,
   상기 코어부는 상기 스크류에 베벨기어를 매개로 체결되며, 상기 스크류에 수직한 회전축을 구비하며 상기 대퇴 지지유닛 또는 상기 하퇴 지지유닛의 전방으로 노출되는 회전노브를 더 구비하고, 상기 회전노브를 돌려 상기 스크류를 회전시키는 것을 특징으로 하는 착용형 보조장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 대퇴 지지유닛 및 상기 하퇴 지지유닛은 각각 복수 개의 착용유닛이 구비되고, 적어도 하나의 착용유닛은 상기 코어부에 장착되고, 적어도 하나의 착용유닛은 상기 슬라이딩부에 장착되어, 상기 코어부에 대해 상기 슬라이딩부가 슬라이딩 변위되면 하나의 지지유닛에 장착된 착용유닛 간의 간격이 변경되는 것을 특징으로 하는 착용형 보조장치.
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