KR102478823B1 - Ankle-driven prosthetic foot apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치는, 지지 부재; 상기 지지 부재와 회전 가능하게 연결되는 제1 단부가 구비되는 프레임; 상기 지지 부재의 단부와 회전 가능하게 연결되고, 상기 제1 단부와 이격된 상기 프레임의 제2 단부와 회전 가능하게 연결되는 유압 실린더; 및 상기 지지 부재와 상기 프레임 사이에 배치되고, 상기 프레임을 상기 지지 부재의 일단과 멀어지거나 가까워지는 방향으로 기울어지도록 구동력을 제공하는 구동부를 포함하고, 상기 프레임은 상기 유압 실린더 또는 상기 구동부에 의해 선택적으로 구동력을 제공받아 기울어질 수 있다.An ankle-powered prosthetic foot device according to an embodiment of the present invention includes a support member; a frame having a first end rotatably connected to the support member; a hydraulic cylinder rotatably connected to an end of the support member and rotatably connected to a second end of the frame spaced apart from the first end; and a driving unit disposed between the support member and the frame and providing a driving force to tilt the frame in a direction away from or closer to one end of the support member, wherein the frame is selected by the hydraulic cylinder or the drive unit. It can be tilted by being provided with a driving force.
Description
본 발명은 발목구동형 인공발 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 착용자의 체중을 안정적으로 지지하면서 착용자의 보행 상태에 따라 발목 각도를 제어할 수 있는 발목구동형 인공발 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ankle-driven prosthetic foot device, and more particularly, to an ankle-driven prosthetic foot device capable of controlling an ankle angle according to a walking state of a wearer while stably supporting the weight of the wearer.
인공발은 다리의 전체 또는 일부의 결손 또는 발의 결손으로 인하여, 발의 기능을 수행하도록 인공적으로 만든 것이다. 인공발을 착용한 착용자에게 있어, 정상인과 같은 자연스러운 걸음으로 보행하는 것이 기본적인 소원이다.A prosthetic foot is artificially made to perform the function of a foot due to a defect of the whole or a part of the leg or a defect of the foot. For a wearer of a prosthetic foot, it is a basic wish to walk with a natural gait like a normal person.
착용자가 인공발을 착용한 상태에서 자연스러운 보행을 위해서는, 지면 상태 등과 같은 보행 상태에 따라 인공발의 발목의 각도가 적절하게 조절되어야 할 필요성이 있다.In order for the wearer to walk naturally while wearing the prosthetic foot, it is necessary to appropriately adjust the angle of the ankle of the prosthetic foot according to the walking condition such as the ground condition.
또한, 자연스러운 보행을 위해서는 보행 추진력을 위한 토크를 발생시켜야 하는데, 보행 추진력을 위한 배터리 소모가 켜지게 되어 사용시간이 짧은 문제가 있다.In addition, in order to walk naturally, torque for walking propulsion must be generated, but there is a problem in that the battery consumption for walking propulsion is turned on and the usage time is short.
또한, 배터리 용량을 증가시키기 되면, 인공발의 전체 무게가 증가하게 되는 문제가 있다.In addition, when the battery capacity is increased, there is a problem in that the total weight of the prosthetic foot increases.
따라서, 자연스러운 보행을 위한 필요한 크기의 토크는 발생시키면서도 무게가 가벼운 인공발의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, there is a need to develop an artificial foot that is light in weight while generating a torque of a size necessary for natural walking.
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본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 보행 상태에 따라 인공발의 발목의 각도를 정밀하게 제어하는 발목구동형 인공발 장치를 제공하고자 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an ankle-powered prosthetic foot device that precisely controls an angle of an ankle of a prosthetic foot according to a walking state.
또한, 에너지 소모를 최소화하여 오랜 시간 동안 사용할 수 있는 발목구동형 인공발 장치를 제공하고자 한다.In addition, it is intended to provide an ankle-driven prosthetic foot device that can be used for a long time by minimizing energy consumption.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The tasks of the present invention are not limited to the tasks mentioned above, and other tasks not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치는, 지지 부재; 상기 지지 부재와 회전 가능하게 연결되는 제1 단부가 구비되는 프레임; 상기 지지 부재의 단부와 회전 가능하게 연결되고, 상기 제1 단부와 이격된 상기 프레임의 제2 단부와 회전 가능하게 연결되는 유압 실린더; 및 상기 지지 부재와 상기 프레임 사이에 배치되고, 상기 프레임을 상기 지지 부재의 일단과 멀어지거나 가까워지는 방향으로 기울어지도록 구동력을 제공하는 구동부를 포함하고, 상기 프레임은 상기 유압 실린더 또는 상기 구동부에 의해 선택적으로 구동력을 제공받아 기울어질 수 있다.In order to solve the above problems, an ankle-powered prosthetic foot device according to an embodiment of the present invention includes a support member; a frame having a first end rotatably connected to the support member; a hydraulic cylinder rotatably connected to an end of the support member and rotatably connected to a second end of the frame spaced apart from the first end; and a driving unit disposed between the support member and the frame and providing a driving force to tilt the frame in a direction away from or closer to one end of the support member, wherein the frame is selected by the hydraulic cylinder or the drive unit. It can be tilted by being provided with a driving force.
이 때, 상기 구동부는, 상기 지지 부재에 고정되고, 회전력을 제공하는 구동 액추에이터; 상기 구동 액추에이터의 회전력을 전달받는 이송축과, 상기 이송축의 회전에 의해 상기 이송축을 따라 이동되는 이송 부재가 구비되는 볼-스크류; 및 그 일단이 이송 부재에 회전 가능하게 연결되고, 그 타단이 상기 프레임에 회전 가능하게 연결되는 크랭크를 포함하고, 상기 이송 부재가 상기 구동 액추에이터의 회전력을 제공받아 제1 방향으로 이동되는 경우, 상기 프레임은 상기 지지 부재의 일단과 멀어지는 방향으로 기울어질 수 있다.At this time, the driving unit is fixed to the support member, the driving actuator for providing a rotational force; a ball-screw provided with a feed shaft receiving the rotational force of the drive actuator and a feed member moved along the feed shaft by rotation of the feed shaft; and a crank having one end rotatably connected to the transfer member and the other end rotatably connected to the frame, and when the transfer member is moved in a first direction by receiving rotational force of the drive actuator, the The frame may be inclined in a direction away from one end of the support member.
이 때, 상기 발목구동형 인공발 장치는, 상기 지지 부재와 상기 프레임의 상기 제1 단부에 삽입되는 제1 회전축; 상기 지지 부재의 단부와 상기 유압 실린더의 타단에 삽입되는 제2 회전축; 상기 프레임의 상기 제2 단부와 상기 유압 실린더의 일단에 삽입되는 제3 회전축; 상기 크랭크의 타단과 상기 프레임에 삽입되고, 상기 제1 회전축과 상기 제3 회전축 사이에 배치되는 제4 회전축; 및 상기 유압 실린더에 결합되고, 상기 유압 실린더의 유압을 조절하는 유압 조절부를 더 포함하고, 상기 유압 실린더의 내부에는 탄성 스프링이 구비되고, 상기 탄성 스프링은 상기 제2 회전축과 상기 제3 회전축 사이가 멀어지도록 탄성력을 제공할 수 있다.At this time, the ankle-driven prosthetic foot device may include a first rotation shaft inserted into the support member and the first end of the frame; a second rotary shaft inserted into an end of the support member and the other end of the hydraulic cylinder; a third rotary shaft inserted into the second end of the frame and one end of the hydraulic cylinder; a fourth rotational shaft inserted into the other end of the crank and the frame, and disposed between the first rotational shaft and the third rotational shaft; And coupled to the hydraulic cylinder, further comprising a hydraulic control unit for adjusting the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder, the inside of the hydraulic cylinder is provided with an elastic spring, the elastic spring is between the second rotation shaft and the third rotation shaft An elastic force may be provided so as to move away from each other.
이 때, 상기 프레임은 상기 프레임의 상측으로부터 외력을 받아 상기 지지 부재의 일단을 향하여 기울어지는 경우, 상기 유압 실린더는 상기 프레임이 상기 지지 부재와의 소정 각도를 유지하도록 상기 프레임을 지지하고, 상기 프레임은 상기 프레임의 상측으로부터 외력을 받아 상기 지지 부재의 일단을 향하여 기울어지는 경우, 상기 프레임은 상기 크랭크에 연결된 상기 이송 부재를 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 이동시킬 수 있다.At this time, when the frame receives an external force from the upper side of the frame and is inclined toward one end of the support member, the hydraulic cylinder supports the frame so that the frame maintains a predetermined angle with the support member, and the frame When receiving an external force from the upper side of the frame and inclining toward one end of the support member, the frame may move the transfer member connected to the crank in a second direction opposite to the first direction.
이 때, 상기 발목구동형 인공발 장치는, 상기 구동 액추에이터와 상기 이송축 사이에 구비되는 양방향 클러치를 더 포함하고, 상기 양방향 클러치는 상기 구동 액추에이터의 회전력을 상기 이송축에 전달하고, 상기 이송축의 회전력이 상기 구동 액추에이터에 전달되는 것을 차단할 수 있다.At this time, the ankle-driven prosthetic foot device further includes a bi-directional clutch provided between the drive actuator and the transfer shaft, wherein the bi-directional clutch transfers rotational force of the drive actuator to the transfer shaft, and Transmission of rotational force to the driving actuator may be blocked.
이 때, 상기 발목구동형 인공발 장치는, 상기 제1 회전축과 연결되고, 상기 프레임에 가해지는 외력을 측정하는 로드 센서; 상기 제1 회전축과 연결되고, 상기 지지 부재와 상기 프레임 사이의 각도를 측정하는 각도 센서; 상기 프레임의 상측에 배치되고, 상기 프레임의 움직임을 측정하는 모멘트 센서; 및 상기 로드 센서, 상기 각도 센서와 상기 모멘트 센서 각각으로부터 전기적인 신호를 전달받고, 상기 전기적인 신호를 기반으로 하여 상기 유압 조절부와 상기 구동 액추에이터를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.At this time, the ankle-powered artificial foot device may include a load sensor connected to the first rotational shaft and measuring an external force applied to the frame; an angle sensor connected to the first rotation shaft and measuring an angle between the support member and the frame; a moment sensor disposed above the frame and measuring motion of the frame; and a control unit receiving electrical signals from each of the load sensor, the angle sensor, and the moment sensor, and controlling the hydraulic pressure adjusting unit and the driving actuator based on the electrical signals.
본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치는, 프레임과 지지 부재 사이의 각도가 유압 실린더 또는 구동부에 의해 선택적으로 구동력을 제공받아 기울어지게 되어, 보행 상태에 따라 프레임과 지지 부재 사이의 각도를 정밀하게 제어할 수 있다.In the ankle-powered prosthetic foot device according to an embodiment of the present invention, the angle between the frame and the support member is tilted by selectively receiving a driving force from a hydraulic cylinder or a drive unit, so that the angle between the frame and the support member is tilted according to the gait state. can be precisely controlled.
또한, 보행 상태에 따라 구동부에 의해 소모되는 전기 에너지 소모를 절감한다.In addition, the consumption of electric energy consumed by the driving unit according to the walking state is reduced.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치를 나타내는 측면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치를 나타내는 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치를 다른 측면에서 바라본 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치를 나타내는 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치의 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치의 프레임이 제1 위치에 배치된 모습을 나타내는 측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치의 프레임이 제2 위치에 배치된 모습을 나타내는 측면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치의 동작을 나타내는 도면이다.1 is a side view showing an ankle-powered artificial foot device according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing an ankle-driven artificial foot device according to an embodiment of the present invention.
3 is a side view of an ankle-powered prosthetic foot device according to an embodiment of the present invention viewed from another side.
4 is an exploded perspective view showing an ankle-driven artificial foot device according to an embodiment of the present invention.
5 is a block diagram of an ankle-driven artificial foot device according to an embodiment of the present invention.
6 is a side view illustrating a state in which a frame of an ankle-powered artificial foot device according to an embodiment of the present invention is disposed in a first position.
7 is a side view illustrating a state in which a frame of an ankle-powered artificial foot device according to an embodiment of the present invention is disposed in a second position.
8 is a diagram illustrating the operation of an ankle-driven artificial foot device according to an embodiment of the present invention.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 본 발명에 따른 실시예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나, 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시예는 다양한 실시예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서, 첨부된 도면에 개시된 특정 실시예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, various embodiments will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments according to the present invention can be modified in various ways. Certain embodiments may be depicted in the drawings and described in detail in the detailed description. However, specific embodiments disclosed in the accompanying drawings are only intended to facilitate understanding of various embodiments. Therefore, the technical idea is not limited by the specific embodiments disclosed in the accompanying drawings, and it should be understood to include all equivalents or substitutes included in the spirit and technical scope of the invention.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers, such as first and second, may be used to describe various components, but these components are not limited by the above terms. The terminology described above is only used for the purpose of distinguishing one component from another.
본 발명의 실시예에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 본 발명의 실시예에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the embodiments of the present invention, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that the features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the embodiments of the present invention exist, It should be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof. It is understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, but other elements may exist in the middle. It should be. On the other hand, when an element is referred to as “directly connected” or “directly connected” to another element, it should be understood that no other element exists in the middle.
한편, 본 발명의 실시예에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고, "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.Meanwhile, a “module” or “unit” of a component used in an embodiment of the present invention performs at least one function or operation. Also, a “module” or “unit” may perform a function or operation by hardware, software, or a combination of hardware and software. In addition, a plurality of “modules” or “units” other than “modules” or “units” to be executed in specific hardware or to be executed in at least one processor may be integrated into at least one module. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.
그 밖에도, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.In addition, in describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a related known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be abbreviated or omitted.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치를 나타내는 측면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치를 나타내는 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치를 다른 측면에서 바라본 측면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치를 나타내는 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치의 블록도이다.1 is a side view showing an ankle-powered prosthetic foot device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an ankle-powered artificial foot device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is an embodiment of the present invention. 4 is an exploded perspective view of the ankle-driven prosthetic foot device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an ankle-driven artificial foot device according to an embodiment of the present invention. It is a block diagram of a prosthetic device.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치(100)는 지지 부재(110), 프레임(120), 유압 실린더(130), 구동부(140) 및 제어부(170)를 포함한다.1 to 5, the ankle-powered
상기 지지 부재(110)는 상기 발목구동형 인공발 장치(100)의 구성요소들을 지면으로부터 지지한다. 상기 지지 부재(110)는 제1 지지 부재(111) 및 상기 제1 지지 부재(111)의 상측에 배치되는 제2 지지 부재(112)를 포함한다.The
상기 제1 지지 부재(111)는 소정 두께의 판 형상으로 이루어진다. 이 때, 상기 제1 지지 부재(111)는 탄성력을 가진 금속 재질로 이루어진다. 다만, 상기 제1 지지 부재(111)는 금속 재질로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 탄성력을 가진 플라스틱과 같은 다양한 재질로 이루어질 수 있다.The
상기 제2 지지 부재(112)는 상기 제1 지지 부재(111)와 결합된다. 이 때, 상기 제2 지지 부재(112)는 금속 재질로 이루어진다. 다만, 상기 제2 지지 부재(112)는 금속 재질로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 강성을 가진 플라스틱과 같은 다양한 재질로 이루어질 수 있다.The
상기 제2 지지 부재(112)는 굽어지게 형성된다. 예를 들면, 상기 제2 지지 부재(112)의 일측(112a)의 높이(H1)는 상기 제2 지지 부재(112)의 타측(112b)의 높이(H2)보다 작다. 또한, 상기 제2 지지 부재(112)의 타측(112b)의 높이는 일반인의 발뒤꿈치의 길이에 대응한다.The
한편, 상기 제2 지지 부재(112)의 탄성력은 상기 제1 지지 부재(111)의 탄성력보다 크다. 이를 위해, 상기 제2 지지 부재(112)의 두께는 상기 제1 지지 부재(111)의 두께보다 크다. 이에 따라, 상기 제1 지지 부재(111)는 지면의 상태에 따라 굴곡지게 변형되고, 상기 제2 지지 부재(112)는 지면의 상태와 무관하게 상기 발목구동형 인공발 장치(100)의 구성요소들을 안정적으로 지지한다. Meanwhile, the elastic force of the second supporting
상기 프레임(120)은 착용자의 다리와 연결되거나 착용자의 다리에 장착된 보철물과 연결된다. 상기 프레임(120)은 금속 재질로 이루어진다. 다만, 상기 프레임(120)은 금속 재질로 이루어지는 것에 한정되지 않고, 강성을 가진 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 상기 프레임(120)에는 상기 제2 지지 부재(112)와 회전 가능하게 연결되는 제1 단부(121)가 구비된다.The
이 때, 상기 프레임(120)의 상기 제1 단부(121)에는 제1 프레임 홀(121a)이 형성되고, 상기 제2 지지 부재(112)에는 상기 제1 프레임 홀(121a)에 대응하는 제1 지지 홀(112c)이 형성된다. 그리고, 상기 제1 프레임 홀(121a)과 상기 제1 지지 홀(112c)에는 제1 회전축(125a)이 삽입된다. At this time, a
상기 제1 회전축(125a)은 금속 또는 플라스틱 재질로 이루어진다. 상기 프레임(120)은 상기 제1 회전축(125a)을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되어, 신체의 발목과 같은 기능을 수행한다.The
또한, 상기 제1 지지 홀(112c)에는 제1 오링(126a)이 삽입된다. 상기 제1 오링(126a)은 금속 또는 플라스틱 재질로 이루어진다. 상기 제1 오링(126a)은 상기 제1 회전축(125a)에 의해 상기 제2 지지 부재(112)가 마모되는 것을 방지한다. 또한, 상기 제1 오링(126a)은 상기 제1 회전축(125a)이 상기 제1 지지 홀(112c)에서 이탈되는 것을 방지한다.In addition, a first O-
상기 유압 실린더(130)는 실린더(미도시)와 상기 실린더의 내부에서 상기 실린더의 길이 방향을 따라 이동되는 피스톤(미도시)을 포함한다. 상기 피스톤은 상기 실린더의 내부의 유압의 변화에 따라 이동된다. 상기 유압 실린더는 금속 또는 플라스틱 재질로 이루어진다.The
그리고, 상기 유압 실린더(130)의 일측(131)에는 제1 관통 홀(131a)이 형성되고, 상기 지지 부재(110)의 단부, 즉 상기 제2 지지 부재(112)의 타측(112b)에는 상기 제1 관통 홀(131a)에 대응하는 제2 지지 홀(112d)이 형성된다. 그리고, 상기 제1 관통 홀(131a)과 상기 제2 지지 홀(112d)에는 제2 회전축(125b)이 삽입된다. In addition, a first through
상기 제2 회전축(125b)은 금속 또는 플라스틱 재질로 이루어진다. 상기 유압 실린더(130)는 상기 제2 회전축(125b)을 중심으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전된다.The
이 때, 상기 유압 실린더(130)의 타측(132)에는 제2 관통 홀(132a)이 형성되고, 상기 프레임(120)의 제2 단부(122)에는 상기 제2 관통 홀(132a)에 대응하는 제2 프레임 홀(122a)이 형성된다. 그리고, 상기 제2 관통 홀(132a)과 상기 제2 프레임 홀(122a)에는 제3 회전축(125c)이 삽입된다. 상기 제3 회전축(125c)은 금속 또는 플라스틱 재질로 이루어진다.At this time, a second through
한편, 상기 유압 실린더(130)의 전체 길이는 상기 유압 실린더(130)의 유압에 따라 변화된다. 예를 들면, 상기 유압 실린더(130)의 유압이 감소하면, 상기 유압 실린더(130)의 전체 길이는 증가하거나 감소하고, 반대로, 상기 유압 실린더(130)의 유압이 증가하면, 상기 유압 실린더(130)의 전체 길이는 고정된다.Meanwhile, the entire length of the
이 때, 상기 프레임(120)의 상측으로부터 외력이 발생되면서 상기 유압 실린더(130)의 유압이 감소하면, 상기 유압 실린더(130)가 상기 제2 회전축(125b)을 중심으로 시계 방향으로 회전된다. 그리고, 상기 프레임(120)의 제2 단부(122)는 상기 제3 회전축(125c)을 중심으로 회전된다. 즉, 상기 프레임(120)은 상기 지지 부재(110)와 가까워지는 방향으로 기울어진다.At this time, when an external force is generated from the upper side of the
또한, 상기 유압 실린더(130)의 내부에는 탄성 스프링(155)이 구비된다. 상기 탄성 스프링(155)의 일단은 상기 유압 실린더(130)의 상측에 고정되고, 상기 탄성 스프링(155)의 타단은 상기 피스톤에 고정된다. 상기 프레임(120)의 상측으로부터 외력이 발생되면, 상기 피스톤은 상기 탄성 스프링(155)을 압축시킨다. 그리고, 상기 압축된 탄성 스프링(155)은 다시 피스톤에 탄성력을 제공하여, 상기 제2 회전축(125b)과 상기 제3 회전축(125c) 사이가 멀어지도록 상기 유압 실린더(130)를 신장시킨다.In addition, an
또한, 상기 유압 실린더(130)의 측면에는 상기 유압 실린더(130)의 유압을 조절하는 유압 조절부(150)가 구비된다.In addition, a
상기 유압 조절부(150)는 상기 유압 실린더(130)의 측면에 결합된다. 상기 유압 조절부(150)에는 상기 유압 실린더(130)에 유체를 공급하는 유압 노즐(미도시)과 상기 유체를 공급하기 위한 구동력을 제공하는 유압 구동부(미도시)가 구비된다.The
상기 구동부(140)는 상기 제2 지지 부재(112)와 상기 프레임(120) 사이에 배치된다. 상기 구동부(140)는 상기 지지 부재(110)의 일단과 멀어지거나 가까워지는 방향으로 기울어지도록 구동력을 제공한다. 상기 구동부(140)는 구동 액추에이터(141), 볼-스크류(142) 및 크랭크(143)를 포함한다.The driving
상기 구동 액추에이터(141)는 상기 제2 지지 부재(112)의 상측에 고정된다. 상기 구동 액추에이터(141)는 전원을 공급받아 회전력을 발생시킨다.The driving
상기 볼-스크류(142)에는 상기 구동 액추에이터(141)와 연결되는 이송축(142a)과 상기 이송축(142a)을 따라 이동되는 이송 부재(142b)가 구비된다.The ball-
상기 이송축(142a)은 상기 구동 액추에이터(141)의 회전력을 전달받아 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전된다. 상기 이송 부재(142b)는 상기 이송축(142a)의 회전에 상기 이송축(142a)을 따라 이동된다. 이에 따라, 상기 구동 액추에이터(141)의 회전 운동은 상기 이송 부재(142b)의 직선 운동으로 전환된다.The
상기 크랭크(143)는 상기 이송 부재(142b)의 직선 운동을 통해 상기 프레임(120)을 회전시키기 위한 구성이다. 상기 크랭크(143)의 일단(143a)은 볼트(147)를 통해 상기 이송 부재(142b)에 회전 가능하게 연결된다. 이 때, 상기 크랭크(143)의 일단(143a)에는 제1 크랭크 홀(142d)이 형성되고, 상기 이송 부재(142b)에는 나사 홀(142c)이 형성된다. 상기 볼트(147)는 상기 제1 크랭크 홀(142d)과 상기 나사 홀(142c)에 삽입된다.The
그리고, 상기 크랭크(143)의 타단(143c)은 제4 회전축(146)을 통해 상기 프레임(120)에 회전 가능하게 연결된다. 이 때, 상기 크랭크(143)의 타단(143c)에는 제2 크랭크 홀(143d)이 형성되고, 상기 프레임(120)에는 제3 프레임 홀(123)이 형성된다. 상기 제4 회전축(146)은 상기 제2 크랭크 홀(143d)과 상기 제3 프레임 홀(123)에 삽입된다.Also, the
상기 이송 부재(142b)가 상기 프레임(120)을 향하여 이동되면, 상기 크랭크(143)는 상기 프레임(120)을 상기 지지 부재(110)와 멀어지는 방향으로 밀게 된다. 그리고, 상기 프레임(120)은 상기 제1 회전축(125a)을 중심으로 반시계 방향으로 회전된다. 이에 따라, 상기 지지 부재(110)와 상기 프레임(120) 사이의 각도는 증가한다. When the
반대로, 상기 이송 부재(142b)가 상기 프레임(120)과 멀어지는 방향으로 이동되면, 상기 크랭크(143)는 상기 프레임(120)을 상기 지지 부재(110)와 가까워지는 방향으로 당기게 된다. 그리고, 상기 프레임(120)은 상기 제1 회전축(125a)을 중심으로 시계 방향으로 회전된다. 이에 따라, 상기 지지 부재(110)와 상기 프레임(120) 사이의 각도는 감소한다. 이 때, 상기 이송 부재(142b)의 이동시, 상기 이송축(142a)이 회전된다. 상기 이송축(142a)의 회전력은 상기 구동 액추에이터(141)에 전달된다.Conversely, when the
상기 이송축(142a)의 회전력이 상기 구동 액추에이터(141)에 과도하게 전달되어 상기 구동 액추에이터(141)가 손상되는 것을 방지하기 위해, 상기 구동 액추에이터(141)와 상기 이송축(142a) 사이에는 양방향 클러치(145)가 구비된다.In order to prevent the
상기 양방향 클러치(145)는 상기 구동 액추에이터(141)의 회전력을 상기 이송축(142a)이 전달한다. 예를 들면, 상기 구동 액추에이터(141)가 시계 방향으로 회전력을 제공하면, 상기 이송축(142a)은 시계 방향으로 회전되고, 상기 구동 액추에이터(141)가 반시계 방향으로 회전력을 제공하면, 상기 이송축(142a)은 반시계 방향으로 회전된다. The two-way clutch 145 transfers the rotational force of the driving
그리고, 상기 양방향 클러치(145)는 상기 이송축(142a)의 회전력이 상기 구동 액추에이터(141)에 전달되는 것을 차단한다. 예를 들면, 상기 이송축(142a)이 크랭크(143)의 움직임에 의해 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전되더라도, 상기 구동 액추에이터(141)는 상기 양방향 클러치(145)에 의해 회전되지 않는다. Also, the two-way clutch 145 blocks transmission of the rotational force of the
또한, 상기 프레임(120)의 제1 단부(121)에는 상기 프레임(120)에 가해지는 외력을 측정하는 로드 센서(171)가 구비된다.In addition, a
상기 로드 센서(171)는 상기 제1 회전축(125a)과 연결된다. 상기 로드 센서(171)는 상기 프레임(120)에 가해지는 외력에 의해 상기 제1 회전축(125a)의 변위값을 측정하고, 이러한 변위값을 기반으로 하여 상기 프레임(120)에 가해지는 외력을 측정한다.The
또한, 상기 프레임(120)의 제1 단부(121)에는 상기 지지 부재(110)와 상기 프레임(120) 사이의 각도를 측정하는 각도 센서(172)가 구비된다.In addition, an
상기 각도 센서(172)는 상기 로드 센서(171)를 감싸는 형상으로 이루어진다. 상기 각도 센서(172)는 상기 제1 회전축(125a)과 연결된다. 상기 각도 센서(172)는 상기 제1 회전축(125a)을 중심으로 상기 프레임(120)이 회전된 각도를 측정하고, 상기 프레임(120)이 회전된 각도를 기반으로 하여 상기 프레임(120)과 상기 지지 부재(110) 사이의 각도를 측정한다.The
또한, 상기 프레임(120)의 상측에는 상기 프레임(120)의 상측의 움직임을 측정하는 모멘트 센서(173)가 구비된다.In addition, a
상기 모멘트 센서(173)는 상기 프레임(120)의 상측의 3축 방향의 힘 성분과 3축을 중심으로 회전하는 모멘트의 성분을 측정하여, 상기 프레임(120)의 상측의 움직임을 측정할 수 있다.The
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제어부(170)는 상기 로드 센서(171), 상기 각도 센서(172)와 상기 모멘트 센서(173) 각각으로부터 전기적인 신호를 전달받는다. Also, as shown in FIG. 5 , the
또한, 상기 제어부(170)는 상기 유압 조절부(150)와 상기 구동 액추에이터(141)와 전기적으로 연결된다. 상기 제어부(170)는 상기 전기적인 신호를 기반으로 하여 상기 유압 조절부(150)와 상기 구동 액추에이터(141)의 구동을 제어한다.Also, the
또한, 상기 제어부(170)는 상기 프레임(120)이 상기 지지 부재(110)가 가까워지는 방향을 향하여 기울어진 경우, 상기 유압 실린더(130)가 상기 제2 회전축(125b)과 상기 제3 회전축(125c) 사이의 길이를 유지하도록 상기 유압 조절부(150)를 제어한다. 즉, 상기 프레임(120)과 상기 지지 부재(110)는 상기 유압 실린더(130)에 의해 락킹된다.In addition, when the
또한, 상기 발목구동형 인공발 장치(100)에는 상기 지지 부재(110)를 감싸는 커버(160)가 구비된다. 또한, 상기 커버(160)는 상기 지지 부재(110)만을 감싸는 것에 한정되지 않고, 상기 프레임(120)의 제1 단부(121)도 함께 감쌀 수 있다.In addition, the ankle-driven
상기 커버(160)는 수지(resin) 재질로 이루어지며, 이외에 실리콘과 같이 다양한 재질로 이루어질 수 있다. 상기 커버(160)는 착용자가 상기 발목구동형 인공발 장치(100)를 착용한 상태에서, 운동화와 같은 신발을 착용시, 상기 발목구동형 인공발 장치(100)가 상기 신발로부터 이탈되는 것을 방지한다. 그리고, 상기 커버(160)는 쿠션 기능을 수행하게 되어, 착용자가 상기 발목구동형 인공발 장치(100)의 착용한 상태에서 보행시 착용자의 무릎에 충격이 발생되는 것을 저감한다.The
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치의 프레임이 제1 위치에 배치된 모습을 나타내는 측면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치의 프레임이 제2 위치에 배치된 모습을 나타내는 측면도이다.6 is a side view showing a frame of an ankle-powered artificial foot device according to an embodiment of the present invention disposed in a first position, and FIG. 7 is a side view showing a frame of an ankle-powered artificial foot device according to an embodiment of the present invention. It is a side view showing a state disposed in the second position.
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 프레임(120)이 상기 지지 부재(110)와 멀어지는 방향으로 기울어지는 제1 위치 및 지지 부재(110)와 가까워지는 방향으로 기울어지는 제2 위치에 위치될 수 있도록 이동된다.6 and 7, the
상기 프레임(120)의 제1 위치에서 상기 프레임(120)이 상기 지지 부재(110)와 이루는 제1 각도(θ1)는 상기 프레임(120)의 제2 위치에서 상기 프레임(120)이 상기 지지 부재(110)와 이루는 제2 각도(θ1)보다 크다.A first angle θ1 between the
도 6에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(120)이 제1 위치에 위치되기 위해서, 상기 구동 액추에이터(141)의 회전력은 상기 이송축(142a)에 전달된다. 상기 이송축(142a)이 회전됨에 따라, 상기 이송 부재(142a)는 제1 방향(①)으로 이동된다. As shown in FIG. 6 , in order for the
이 때, 상기 이송 부재(142a)와 연결된 크랭크(143)는 상기 프레임(120)을 밀게 된다. 상기 프레임(120)은 상기 크랭크(143)에 의해 제1 회전축(125a)을 중심으로 회전된다. 그리고, 상기 프레임(120)의 회전에 의해, 상기 유압 실린더(130)는 제3 회전축(125c)을 중심으로 회전된다. 이러한 상기 프레임(120)의 제1 위치는 상기 발목구동형 인공발 장치(100)가 지면으로부터 상측으로 올라간 상태이거나 지면과 바로 접하는 상태일 수 있다.At this time, the
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 발목구동형 인공발 장치(100)가 지면과 접한 상태에서, 보행을 위해 지면을 박차고 나가기 위해서 무릎을 굽힌 경우, 상기 프레임(120)의 상측으로부터 외력이 가해진다. 이 때, 상기 외력은 착용자의 무게와 상기 발목구동형 인공발 장치(100)의 무게의 합과 비례한다.As shown in FIG. 7 , when the ankle-powered
상기 프레임(120)이 제2 위치에 위치되면, 착용자가 무릎을 편하게 굽힐 수 있다. 상기 프레임(120)이 제2 위치에 위치되기 위해서, 상기 유압 조절부(150)는 상기 유압 실린더(130)의 유압을 감소시킨다. When the
유압이 감소된 유압 실린더(130)의 유압이 감소됨에 따라, 상기 유압 실린더(130)의 전체 길이는 증가된다. 이 때, 상기 외력은 상기 프레임(120)을 상기 지지 부재(110)와 가까워지는 방향으로 가해진다. As the hydraulic pressure of the
상기 유압 실린더(130)는 제3 회전축(125c)을 중심으로 반시계 방향으로 회전된다. 즉, 상기 유압 실린더(130)는 유압의 감소에 의해 상기 프레임(120)의 고정을 해제한다. 상기 프레임(120)은 상기 제1 회전축(125a)을 중심으로 반시계 방향으로 회전된다. The
이 때, 상기 프레임(120)에 연결된 크랭크(143)는 상기 이송 부재(142a)를 상기 제1 방향(①)의 반대 방향인 제2 방향(②)으로 밀게 된다. 상기 이송 부재(142a)가 상기 제2 방향(②)으로 이동됨에 따라, 상기 이송축(142b)은 회전된다. 이 때, 상기 양방향 클러치(145)는 상기 이송축(142b)의 회전력을 상기 구동 액추에이터(141)에 전달되는 것을 차단한다.At this time, the
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 발목구동형 인공발 장치의 동작을 나타내는 도면이다.8 is a diagram illustrating the operation of an ankle-driven artificial foot device according to an embodiment of the present invention.
먼저, 사람의 보행시 보행 구간은 발이 지면에 닿아 움직이는 입각기(Stance phase)와, 발이 지면에서 떨어져 움직이는 유각기(Swing phase) 구간으로 나뉜다. 정상인의 보행시 무릎은 입각기 구간에서 2번의 굴곡과 1번의 신장을 거치며, 유각기 구간에서 1번의 굴곡과 1번의 신장을 겪는다. 그리고, 사람의 보행은 평지뿐만 아니라 계단과 같이 다양한 형태의 지면에서 이루어진다.First, the gait section during human walking is divided into a stance phase in which the feet touch the ground and move, and a swing phase in which the feet move away from the ground. During normal walking, the knee undergoes two flexion and one extension in the stance phase, and one flexion and one extension in the swing phase. Furthermore, human walking is performed not only on flat ground but also on various types of ground such as stairs.
이러한 다양한 보행을 위해, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 프레임(120)과 상기 지지 부재(110) 사이의 각도가 조절된다.For these various walks, as shown in FIG. 8 , the angle between the
먼저, 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 상기 구동부(140)의 구동은 중지되고, 상기 유압 실린더(130)만으로 상기 프레임(120)과 상기 지지 부재(110) 사이의 각도가 조절된다. First, as shown in FIG. 8(a), the driving of the
이 때, 상기 유압 실린더(130)는 제1 유압으로 유지된다. 상기 제1 유압으로 유지되는 유압 실린더(130)는 지면에 닿거나 떨어질 때 상기 프레임(120)과 상기 지지 부재(110) 사이의 각도를 조절한다. At this time, the
이에 따라, 상기 발목구동형 인공발 장치는 상기 구동부(140)의 구동을 중지시킴에 따라, 상기 구동부(140)를 구동시키기 위한 전기 에너지의 소모가 절감된다.Accordingly, as the ankle-driven prosthetic foot device stops driving the
그리고, 도 8(b)과 도 8(c)에 도시된 바와 같이, 상기 구동부(140)의 구동은 중지되고, 상기 유압 실린더(130)에 의해 상기 프레임(120)과 상기 지지 부재(110) 사이의 각도를 감소시킨 후, 상기 유압 실린더(130)는 상기 유압 실린더(130)의 길이 변화를 중지시키는 제2 유압으로 유지된다. And, as shown in FIGS. 8(b) and 8(c), the driving of the
상기 제2 유압은 상기 제1 유압보다 크다. 이에 따라, 발목구동형 인공발 장치는 사람의 발목이 굽혀진 것 같은 모습인 상기 프레임(120)이 상기 지지 부재(110)와 이루는 소정 각도를 유지한 상태에서, 착용자의 보행 상황에 따라 적절히 이용될 수 있다.The second hydraulic pressure is greater than the first hydraulic pressure. Accordingly, the ankle-powered prosthetic foot device is appropriately used according to the walking situation of the wearer in a state in which the
또한, 도 8(d)에 도시된 바와 같이, 상기 유압 실린더(130)는 상기 제1 유압보다 작은 제3 유압으로 유지되고, 상기 구동부(140)와 함께 상기 프레임(120)과 상기 지지 부재(110) 사이의 각도가 조절된다. In addition, as shown in FIG. 8(d), the
이에 따라, 상기 발목구동형 인공발 장치는 상기 구동부(140)에 의해 상기 프레임(120)과 상기 지지 부재(110) 사이의 각도를 보다 정밀하게 조절할 수 있다.Accordingly, in the ankle-driven artificial foot device, the angle between the
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.As described above, the preferred embodiments according to the present invention have been reviewed, and the fact that the present invention can be embodied in other specific forms without departing from the spirit or scope in addition to the above-described embodiments is a matter of ordinary skill in the art. It is self-evident to them. Therefore, the embodiments described above are to be regarded as illustrative rather than restrictive, and thus the present invention is not limited to the above description, but may vary within the scope of the appended claims and their equivalents.
100: 발목구동형 인공발 장치 110: 지지 부재
120: 프레임 130: 유압 실린더
140: 구동부100: Ankle-driven artificial foot device 110: Support member
120: frame 130: hydraulic cylinder
140: driving unit
Claims (6)
상기 지지 부재와 회전 가능하게 연결되는 제1 단부가 구비되는 프레임;
상기 지지 부재의 단부와 회전 가능하게 연결되고, 상기 제1 단부와 이격된 상기 프레임의 제2 단부와 회전 가능하게 연결되는 유압 실린더; 및
상기 지지 부재와 상기 프레임 사이에 배치되고, 상기 프레임을 상기 지지 부재의 일단과 멀어지거나 가까워지는 방향으로 기울어지도록 구동력을 제공하는 구동부를 포함하고,
상기 프레임은 상기 유압 실린더 또는 상기 구동부에 의해 선택적으로 구동력을 제공받아 기울어지고,
상기 구동부는,
상기 지지 부재에 고정되고, 회전력을 제공하는 구동 액추에이터;
상기 구동 액추에이터의 회전력을 전달받는 이송축과, 상기 이송축의 회전에 의해 상기 이송축을 따라 이동되는 이송 부재가 구비되는 볼-스크류; 및
그 일단이 이송 부재에 회전 가능하게 연결되고, 그 타단이 상기 프레임에 회전 가능하게 연결되는 크랭크를 포함하고,
상기 이송 부재가 상기 구동 액추에이터의 회전력을 제공받아 제1 방향으로 이동되는 경우,
상기 프레임은 상기 지지 부재의 일단과 멀어지는 방향으로 기울어지는, 인공발 장치.
support member;
a frame having a first end rotatably connected to the support member;
a hydraulic cylinder rotatably connected to an end of the support member and rotatably connected to a second end of the frame spaced apart from the first end; and
A driving unit disposed between the support member and the frame and providing a driving force so that the frame is tilted in a direction away from or closer to one end of the support member;
The frame is inclined by receiving a driving force selectively provided by the hydraulic cylinder or the driving unit,
the driving unit,
a driving actuator fixed to the support member and providing rotational force;
a ball-screw provided with a feed shaft receiving the rotational force of the drive actuator and a feed member moved along the feed shaft by rotation of the feed shaft; and
A crank having one end rotatably connected to the transfer member and the other end rotatably connected to the frame;
When the transfer member is moved in the first direction by receiving the rotational force of the driving actuator,
The frame is inclined in a direction away from one end of the support member, the prosthetic foot device.
상기 지지 부재와 상기 프레임의 상기 제1 단부에 삽입되는 제1 회전축;
상기 지지 부재의 단부와 상기 유압 실린더의 타단에 삽입되는 제2 회전축;
상기 프레임의 상기 제2 단부와 상기 유압 실린더의 일단에 삽입되는 제3 회전축;
상기 크랭크의 타단과 상기 프레임에 삽입되고, 상기 제1 회전축과 상기 제3 회전축 사이에 배치되는 제4 회전축; 및
상기 유압 실린더에 결합되고, 상기 유압 실린더의 유압을 조절하는 유압 조절부를 더 포함하고,
상기 유압 실린더의 내부에는 탄성 스프링이 구비되고,
상기 탄성 스프링은 상기 제2 회전축과 상기 제3 회전축 사이가 멀어지도록 탄성력을 제공하는, 인공발 장치.
According to claim 1,
a first rotation shaft inserted into the support member and the first end of the frame;
a second rotary shaft inserted into an end of the support member and the other end of the hydraulic cylinder;
a third rotary shaft inserted into the second end of the frame and one end of the hydraulic cylinder;
a fourth rotational shaft inserted into the other end of the crank and the frame, and disposed between the first rotational shaft and the third rotational shaft; and
It is coupled to the hydraulic cylinder, further comprising a hydraulic control unit for adjusting the hydraulic pressure of the hydraulic cylinder,
An elastic spring is provided inside the hydraulic cylinder,
The elastic spring provides an elastic force so that the second rotational axis and the third rotational axis are far apart.
상기 프레임은 상기 프레임의 상측으로부터 외력을 받아 상기 지지 부재의 일단을 향하여 기울어지는 경우,
상기 유압 실린더는 상기 프레임이 상기 지지 부재와의 소정 각도를 유지하도록 상기 프레임을 지지하고,
상기 프레임은 상기 프레임의 상측으로부터 외력을 받아 상기 지지 부재의 일단을 향하여 기울어지는 경우,
상기 프레임은 상기 크랭크에 연결된 상기 이송 부재를 상기 제1 방향과 반대 방향인 제2 방향으로 이동시키는, 인공발 장치.
According to claim 3,
When the frame is inclined toward one end of the support member by receiving an external force from the upper side of the frame,
The hydraulic cylinder supports the frame so that the frame maintains a predetermined angle with the support member,
When the frame is inclined toward one end of the support member by receiving an external force from the upper side of the frame,
The prosthetic foot device, wherein the frame moves the transfer member connected to the crank in a second direction opposite to the first direction.
상기 구동 액추에이터와 상기 이송축 사이에 구비되는 양방향 클러치를 더 포함하고,
상기 양방향 클러치는 상기 구동 액추에이터의 회전력을 상기 이송축에 전달하고, 상기 이송축의 회전력이 상기 구동 액추에이터에 전달되는 것을 차단하는, 인공발 장치.
According to claim 4,
Further comprising a two-way clutch provided between the drive actuator and the transfer shaft,
The prosthetic foot device, wherein the two-way clutch transmits the rotational force of the drive actuator to the transfer shaft and blocks transmission of the rotational force of the transfer shaft to the drive actuator.
상기 제1 회전축과 연결되고, 상기 프레임에 가해지는 외력을 측정하는 로드 센서;
상기 제1 회전축과 연결되고, 상기 지지 부재와 상기 프레임 사이의 각도를 측정하는 각도 센서;
상기 프레임의 상측에 배치되고, 상기 프레임의 움직임을 측정하는 모멘트 센서; 및
상기 로드 센서, 상기 각도 센서와 상기 모멘트 센서 각각으로부터 전기적인 신호를 전달받고, 상기 전기적인 신호를 기반으로 하여 상기 유압 조절부와 상기 구동 액추에이터를 제어하는 제어부를 더 포함하는, 인공발 장치.According to claim 3,
a load sensor connected to the first rotation shaft and measuring an external force applied to the frame;
an angle sensor connected to the first rotation shaft and measuring an angle between the support member and the frame;
a moment sensor disposed above the frame and measuring motion of the frame; and
The prosthetic foot device further comprises a controller receiving electrical signals from each of the load sensor, the angle sensor, and the moment sensor, and controlling the hydraulic pressure controller and the drive actuator based on the electrical signals.
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