KR102488303B1 - 착용형 근력보조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 척추 및 다리 부위의 근력을 보조하기 위한 착용형 근력보조 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 일 형태에 따르면, 신체의 몸통 상측에 착용되는 상부 하네스 및 신체의 다리 허벅지에 착용되는 하부 하네스를 포함하는 하네스부; 상단이 상기 상부 하네스와 결합되고, 하단이 상기 하부 하네스에 결합되며, 신체의 등에 척추를 따라 배열되어 척추의 굴신 및 다리 고관절의 굴신에 따라 탄성적으로 신축되어 척추 및 다리를 보조하는 가변 탄성 모듈;을 포함하며, 상기 가변 탄성 모듈은, 서로 다른 탄성력을 발휘하도록 직렬적으로 결합된 복수개의 탄성유닛을 포함하여, 상기 척추 및 다리 고관절의 굴신 각도를 따라 탄성적으로 신축되는 착용형 근력보조 장치가 제공된다.

Description

착용형 근력보조 장치{Wearable Apparatus for Assisting Muscle Strength}

본 발명은 착용형 근력보조 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 척추 및 다리 부위의 근력을 보조하기 위한 착용형 근력보조 장치에 관한 것이다.

공장이나 물류산업 종사자나 소방관 및 군인 등 무거운 중량물을 들고 옮기거나 휴대해야 하는 분야 및 신체거동이 불편한 환자들에게 부담을 경감시켜 주기 위하여 근력보조장치 또는 외골격 장치 등이 개발되고 있다.

이러한 근력보조장치 또는 외골격장치는 모터나 엑츄에이터 등을 구비하여 착용자의 근력을 능동적으로 보조한다.

그런데, 이러한 능동적 근력보조장치나 외골격장치는 배터리 및 모터 등으로 인해 그 제조비용이 고가이며, 복잡한 제어가 필요하고, 무게가 무거우며 배터리로 인해 가동시간의 한계가 있다.

따라서, 별도 파워 등을 인가하지 않고 탄성유닛의 탄성력 등을 이용하여 근력보조장치를 제작하는 시도가 연구되고 있다.

그런데, 신체의 관절은 굴곡 각도에 따라 관절을 움직이기 위하여 필요한 힘의 크기가 달라지는데, 이런 상황에 맞게 근력을 보조해주지 않고 일률적으로 균일한 크기의 힘을 보조해주면 신체의 근육이 학습해왔던 근육의 패턴과 상이한 움직임을 하게 되어 착용자가 거부감을 느낄 수 있으며, 익숙하지 못한 상태에서는 오히려 넘어지는 등의 사고가 일어날 수 있는 문제가 있다.

일본공개특허 2015-190623

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 착용자의 관절 굴곡각도에 따라 서로 다른 크기의 힘을 보조함으로써 착용자가 거부감이 들지 않도록 할 수 있으며 안전사고의 위험이 줄어들 수 있는 착용형 근력보조 장치를 제공하는 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 착용자가 앉았다가 일어날 때 보다 적은 힘으로 쉽게 일어날 수 있도록 보조력을 제공하는 착용형 근력 보조 장치를 제공하는 것이 목적이다.

또한, 본 발명은 착용자에게 보조력을 제공할 때 별도의 동력이 필요하지 않는 착용형 근력 보조 장치를 제공하는 것이 목적이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 일 형태에 따르면, 착용자의 몸통 상측에 착용되는 상부 하네스 및 상기 착용자의 다리 허벅지에 착용되는 하부 하네스를 포함하는 하네스부; 상단이 상기 상부 하네스와 결합되고, 하단이 상기 하부 하네스에 결합되며, 신체의 등에 척추를 따라 배열되어 상기 척추의 굴신 및 상기 다리의 고관절의 굴신에 따라 탄성적으로 신축되어 상기 척추 및 상기 다리를 보조하는 가변 탄성 모듈;을 포함하며, 상기 가변 탄성 모듈은, 서로 다른 탄성력을 발휘하도록 직렬적으로 결합된 복수개의 탄성유닛을 포함하며, 상기 복수개의 탄성유닛은 상기 척추 및 상기 다리 고관절의 굴신 각도를 따라 탄성적으로 신축되도록 형성되는, 착용형 근력보조 장치가 개시된다.

상기 가변 탄성 모듈은, 상기 상부 하네스에 결합되는 상측 고정유닛; 상기 하부 하네스에 결합되는 하측 고정유닛 및 상기 상측 고정유닛 및 상기 하측 고정유닛 사이에 결합되며, 서로 다른 탄성력을 발휘하도록 직렬적으로 결합된 복수개의 탄성유닛;을 포함할 수 있다.

상기 복수개의 탄성유닛은, 상기 상측 고정유닛에 탄성적으로 신축되도록 결합되는 제1탄성유닛; 및 상기 제1탄성유닛의 하측에 탄성적으로 신축되도록 직렬 결합되는 제2탄성유닛을 포함할 수 있다.

상기 하측 고정유닛은 상기 하부 하네스에 텐던 또는 와이어로 연결될 수 있다.

상기 제1탄성유닛은, 서로 마주보는 위치에 상하방향으로 제1슬릿이 형성된 한 쌍의 제1플레이트; 상기 한 쌍의 제1플레이트 사이에 배치되는 제1연결핀; 상기 제1연결핀으로부터 하측으로 이격된 위치에서 상기 한 쌍의 제1플레이트 사이에 고정 설치되는 제1고정핀; 및 상기 제1연결핀과 상기 상측 고정유닛 결합되어 탄성적으로 신축되는 제1탄성체;를 포함할 수 있다.

상기 제2탄성유닛은, 서로 마주보는 위치에 상하방향으로 제2슬릿이 형성된 한 쌍의 제2플레이트; 상기 한 쌍의 제2플레이트 사이에 배치되며, 상기 제1탄성유닛의 상기 제1슬릿에 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1슬라이드핀; 상기 제1슬라이드핀으로부터 하측으로 이격된 위치에 상기 한 쌍의 제2플레이트 사이에 고정 설치되는 제2고정핀; 및 상기 제1탄성유닛의 상기 제1고정핀과 상기 제1슬라이드핀에 결합되어 탄성적으로 신축되는 제2탄성체;를 포함하며, 상기 제2탄성체는 상기 제1슬라이드핀의 이동거리가 제한됨으로써 신장길이가 제한될 수 있다.

상기 제2탄성유닛 하측에 상기 제2탄성유닛과 동일한 구조로 상호 직렬적으로 결합되며, 상기 제2탄성유닛의 상기 제2탄성체와 다른 탄성력을 갖는 탄성체를 구비한 하나 이상의 탄성유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 복수개의 탄성유닛의 탄성체는 상측에 위치된 탄성체일수록 탄성계수가 클 수 있다.

상기 척추 또는 상기 다리 고관절이 굴신됨에 따라 상기 복수개의 탄성유닛의 상기 탄성체 중 탄성계수가 작은 탄성체부터 순차적으로 신장되거나 수축될 수 있다.

상기 하측 고정유닛은, 상기 복수개의 탄성유닛 중 최하측에 배치된 탄성유닛에 결합될 수 있다.

상기 슬릿의 길이는 상기 복수의 탄성유닛마다 다르게 형성될 수 있다.

상기 탄성체는 탄성밴드일 수 있다.

상기 제1탄성유닛은, 서로 마주보는 위치에 제1홀 및 제2홀이 형성된 한 쌍의 제4플레이트; 상기 한 쌍의 제4플레이트의 상기 제1홀에 삽입되는 제2연결핀; 상기 상측 고정유닛과 상기 제2연결핀에 결합되어 탄성적으로 신축되는 제4탄성체;를 포함할 수 있다.

상기 제2탄성유닛은, 서로 마주보는 위치에 제3홀 및 제4홀이 형성된 한 쌍의 제5플레이트; 상기 제1탄성유닛의 상기 제4플레이트의 제2홀에 삽입되는 제3연결핀; 상기 제5플레이트의 상기 제3홀에 삽입되는 제4연결핀; 상기 제3연결핀 및 제4연결핀에 결합되어 탄성적으로 신축되는 제6탄성체;를 포함할 수 있다.

일단이 상기 제1탄성유닛에 결합되고, 타단이 하측에 배치된 제2탄성유닛에 결합되어 상기 탄성체의 신장길이를 제한하는 리미트 와이어를 더 포함할 수 있다.

상기 리미트 와이어는 상기 탄성체가 늘어나기 전 길이보다 더 긴 길이로 형성될 수 있다.

본 발명의 착용형 근력보조 장치는 전력인가 없이 탄성력으로서 착용자의 근력을 보조함으로써 중량이 가볍고 가동시간의 제한이 없는 장점이 있다.

또한, 평소 신체의 근육의 움직임 패턴과 유사하도록 고관절의 굴곡 각도에 따라 보조하는 힘의 크기를 달리 함으로써, 평소 익숙한 느낌을 받을 수 있도록 하여 착용자의 거부감을 줄일 수 있어 적응이 빠르며 안전사고의 위험을 줄일 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 근력보조 장치가 착용자에 착용된 상태를 도시한 도면;
도 2는 도 1의 착용형 근력보조 장치의 기능적 개념을 간단하게 도시한 도면;
도 3은 도 1의 착용형 근력보조 장치를 착용한 착용자가 앉았다가 일어설 때를 자세 별로 도시한 도면;
도 4는 도 3의 착용자의 자세별로 신장되는 착용형 근력보조 장치를 구간 별로 도시한 도면;
도 5는 도 4의 착용형 근력보조 장치의 신축에 따라 착용자에 착용되는 보조력의 크기를 구간 별로 도시한 도면;
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 근력보조 장치의 가변 탄성 모듈을 도시한 도면;
도 7은 도 6의 가변 탄성 모듈의 측면도;
도 8은 도 6의 가변 탄성 모듈의 제1탄성유닛을 도시한 도면;
도 9는 도 6의 가변 탄성 모듈의 제2탄성유닛을 도시한 도면;
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 착용형 근력보조 장치의 가변 탄성 모듈을 도시한 도면;
도 11은 도 10의 가변 탄성 모듈의 측면도;
도 12는 도 10의 가변 탄성 모듈의 제1탄성유닛을 도시한 도면;
도 13은 도 10의 가변 탄성 모듈의 제2탄성유닛을 도시한 도면;
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 착용형 근력보조 장치의 가변 탄성 모듈을 도시한 도면 이다.

이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 이하 본 발명의 목적이 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다. 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 착용형 근력보조 장치에 대해서 설명하기로 한다.

본 실시예의 착용형 근력보조 장치(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 하네스부(105) 및 가변 탄성 모듈(130)을 포함할 수 있다.

상기 하네스부(105)는 상부 하네스(110)와 하부 하네스(120)를 포함할 수 있다.

상기 상부 하네스(110)는 착용자의 몸통 상측에 착용될 수 있다. 이 때, 상기 상부 하네스(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 끈 등을 통해 어깨에 걸어서 착용자의 몸통 등쪽에 착용되어 고정될 수 있다.

상기 하부 하네스(120)는 착용자의 다리 허벅지에 끈이나 벨트 등으로 착용될 수 있다.

상기 가변 탄성 모듈(130)은 상단이 상기 상부 하네스(110)와 결합되고, 하단이 상기 하부 하네스(120)와 결합되며, 착용자의 등에 척추를 따라 배열되어 척추의 굴신 및 다리 고관절의 굴신에 따라 탄성적으로 신축되어 척추 및 다리를 보조할 수 있다.

또한, 상기 가변 탄성 모듈(130)은, 직렬적으로 결합된 복수개의 탄성유닛(160)을 포함할 수 있으며, 상기 복수개의 탄성유닛(160)은 상기 척추 및 다리 고관절의 굴신 각도에 따라 같이 탄성적으로 신축될 수 있다. 이 때, 상기 탄성유닛(160)은 서로 다른 탄성력을 발휘할 수 있다.

상기 가변 탄성 모듈(130)은 상기 상부 하네스(110)에 결합되는 상측 고정유닛(140), 상기 하부 하네스(120)에 결합되는 하측 고정유닛(150), 그리고 복수개의 탄성유닛(160)을 포함할 수 있다.

상기 상부 고정유닛(140)은 상기 상부 하네스(110)의 등쪽에 고정되며, 상기 탄성유닛(160)과 결합되기 위한 핀 등이 구비될 수 있다. 필요에 따라 상기 상부 하네스(110)의 끈에 직접 연결될 수 있는데, 이를 위해 상기 상부 고정유닛(140)의 상측에 상기 끈이 결속되기 위한 고리가 형성될 수도 있다.

또한, 상기 하측 고정유닛(150)은 상기 복수개의 탄성유닛(160)중 최하단의 탄성유닛에 결합될 수 있다. 그리고, 상기 하측 고정유닛(150)은 허벅지에 장착된 하부 하네스(120)와 와이어(152) 내지는 텐던 등으로 연결될 수 있다. 이 때, 상기 와이어(152) 또는 텐던은 상기 하부 하네스(120)의 착용자 후측방향에서 결합될 수 있다. 상기 하측 고정유닛(150)은 상기 와이어(152)와 결속되기 위한 고리가 하단에 형성될 수 있다.

상기 탄성유닛(160)은 복수개가 직렬적으로 결합되며, 각 탄성유닛(160)은 서로 다른 탄성력을 발휘할 수 있다. 본 실시예에서는 4개의 탄성유닛(160a, 160b, 160c, 160d)이 결합된 것을 예시적으로 설명한다.

상기 복수개의 탄성유닛(160) 중 최상단에 위치된 탄성유닛(160a)은 상기 상측 고정유닛(140)에 결합되고, 상기 복수개의 탄성유닛(160) 중 최하단에 위치된 탄성유닛(160D)은 상기 하측 고정유닛(150)에 결합될 수 있다.

이 때, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 탄성유닛(160)은 탄성부(161)와 제한부(162)를 포함할 수 있다.

상기 탄성부(161)는 상기 상측 고정유닛(140) 또는 직렬적으로 배치된 탄성유닛(160) 중 상측에 배치된 탄성유닛(160)에 탄성적으로 신축되도록 결합될 수 있다.

그리고, 상기 제한부(162)는 상기 탄성부(161)의 신장길이를 제한할 수 있다.

즉, 상기 탄성유닛(160)이 직렬적으로 배치된 탄성유닛(160)중 최상단에 배치된 탄성유닛(160a)인 경우, 상기 탄성부(161)는 상기 상측 고정유닛(140)과 결합될 수 있고, 상기 탄성유닛(160)이 직렬적으로 배치된 탄성유닛(160) 중 최상단을 제외한 나머지 중 어느 하나일 경우, 상기 탄성부(161)는 상측에 배치된 탄성유닛(160)에 탄성적으로 신축되도록 결합될 수 있다.

또한, 상기 제한부(162)는 상기 탄성부(161)가 설정된 길이만큼 신장된 이후에는 더 이상 신장되지 않도록 상기 탄성부(161)의 길이를 제한할 수 있다.

이 때, 상기 탄성부(161)는 탄성유닛(160)마다 그 탄성계수가 다르도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 상측에 위치된 탄성유닛(160)의 탄성부(161)일수록 탄성계수가 크며, 하측에 위치된 탄성유닛(160)의 탄성부(161)일수록 탄성계수가 작을 수 있다.

따라서, 착용자가 앉는 등 척추나 고관절이 굴곡되면 상기 가변 탄성 모듈(130)의 탄성유닛(160)들이 신장되는데, 이 때, 하측에 위치된 탄성유닛(160)부터 순차적으로 신장될 수 있다. 이 때, 각 탄성유닛(160)들은 소정 길이만큼 신장되면 상기 제한부(162)에 의해 더 이상 신장되지 않도록 이루어질 수 있다.

물론, 필요하다면, 상기 탄성유닛(160)이 직렬적으로 배치된 탄성유닛(160)중 최상단에 배치된 탄성유닛(160a)에도 상기 제한부(162)가 구비될 수 있다.

상기 제한부(162)는 상기 탄성부(161)의 양 단부에 각각 위치되어 상기 탄성부(161)의 신장에 따라 서로 접촉되도록 형성되는 두 부재를 포함하며, 상기 두 부재가 서로 접촉된 경우 상기 두 부재의 간섭에 의해 상기 탄성부(161)의 신장이 제한될 수 있다.

도 3 내지 도 5는 본 실시예의 착용형 근력보조 장치를 착용한 착용자가 서있는 자세에서 앉은 자세로 자세를 변화할 때, 상기 가변 탄성 모듈(130)의 변화 및 작용되는 탄성력의 변화를 도시한 도면이다.

도 3의 (a)는 착용자가 서 있는 상태이며, (d)는 착용자가 쪼그려 앉은 상태이다. (b) 및 (c)는 착용자가 서 있는 상태에서 쪼그려 앉은 상태로 전환되는 도중의 중간 자세들이다.

도 3의 (a) 내지 (d)에서 볼 수 있듯이, 착용자가 서있는 상태에서 쪼그려 앉은 상태로 자세를 변화시킬 때 고관절이 굴곡되며, 그에 따라 허벅지에 결합된 하부 하네스(120)에 결합된 와이어(152)도 하측으로 당겨지게 된다. 또한, 상기 와이어와 결합된 가변 탄성 모듈(130) 또한 하측으로 당겨질 수 있다.

상기 도 3의 (a)에 도시된 바와 같이 착용자가 서있는 상태에서는 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이 상기 가변 탄성 모듈(130)의 각 탄성유닛(160)들도 신장되지 않은 상태일 수 있다.

상기 도 3의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이, 착용자가 앉기 시작하여 고관절이 굴곡되면서 도 4의 (b) 및 (c)에 도시된 바와 같이 가장 아래쪽에 위치된 탄성유닛(160d)부터 신장될 수 있다. 이 때, 상기 가장 하측에 위치된 탄성유닛(160d)이 상기 제한부(162)에 의해 그 신장한계에 도달하게 되며, 순차적으로 상측에 위치된 탄성유닛(160c, 160b, 160a)들이 신장될 수 있다.

상기 탄성유닛(160)이 신장한계에 도달하게 되면 해당 탄성유닛(160)은 더 이상 탄성적으로 신장되지 못하며 하나의 강체로 작용할 수 있다.

그리고, 도 3의 (d)에 도시된 바와 같이, 착용자가 완전히 앉게 되면 도 4의 (d)에 도시된 바와 같이, 상기 모든 탄성유닛(160)이 신장한계에 도달할 수 있다. 물론, 이 때에도 제한부(162)가 구비되지 아니한 최상단의 탄성유닛(160 a)은 신장한계에 도달하지 아니할 수도 있다.

상기와 같은 과정에서 착용자에게 가해지는 보조력의 변화는 도 5에 도시된 바와 같다.

즉, 도 5의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 상기 착용자가 서 있는 상태에서 앉기 시작할 때에는 착용자에게 가해지는 보조력이 점진적 및 단계적으로 증가하다가 도 5의 (b) 내지 (d)에 도시된 바와 같이 고관절의 굴곡각도가 더 증가하면서 작용되는 보조력의 증가 기울기가 커지게 된다.

이는 상측에 배치된 탄성유닛(160)의 탄성부(161)의 탄성계수가 하측에 배치된 탄성유닛(160)의 탄성계수보다 크기 때문이다.

착용자가 서 있는 상태(도 3의 (a))에서 무릎을 굽혀 앉게 되면 그에 따라 착용자의 고관절도 굽혀지게 되며, 착용자의 상체가 하측 방향으로 이동하면서 가장 탄성력이 작은 탄성유닛의 길이부터 신장된다.

착용자가 서 있는 상태로부터 무릎이 약간 굽혀진 상태(도 3의 (b))로 움직이는 경우 탄성력이 가장 작은 탄성유닛의 길이가 늘어나므로 착용자가 무릎을 굽히는 동안 탄성유닛이 늘어나는 힘의 저항이 크지 않다.

착용자가 무릎을 약간 굽힌 상태(도 3의 (b))에서 무릎을 많이 굽힌 상태(도 3의 (c))가 되는 동안 가장 탄성력이 작은 탄성 유닛은 최대로 늘어나 제한부에 의하여 더 이상 길이가 신장되지 않고 그 상부의 탄성 유닛이 길이가 늘어나면서 탄성 유닛의 탄성력이 탄성체 내에 축적된다.

이 때, 복수의 탄성유닛에 축적된 복수의 탄성체의 탄성력은 착용자가 앉은 상태(도 3의 (d))가 될 때, 최대가 된다.

이와 같이 착용자가 서 있는 상태에서 앉는 동안 복수의 탄성유닛에 축적된 탄성력은 착용자가 앉은 상태에서 서는 경우 착용자가 설 수 있도록 하기 위한 보조력으로 작용된다.

따라서, 착용자가 앉은 자세에서 일어나기 시작할 때 상기 탄성유닛(106)이 상기 허벅지를 당기는 보조력의 크기가 최대가 되며 이후 착용자의 기립이 진행되면서 허벅지를 일으켜 세우도록 당기는 보조력의 크기가 점진적 및 단계적으로 감소할 수 있다.

일반적으로, 앉았다가 일어설 때 직후 및 일어선 상태에서 앉을 때의 말기 부분에서 가장 큰 힘이 필요하므로, 그 후에는 점진적으로 필요한 힘이 작아질 수 있다. 따라서, 상기 착용형 근력보조 장치를 통해 가장 큰 힘이 필요할 때 가장 큰 보조력을 작용시키며, 그 후에는 점진적으로 보조력의 크기를 감소시킴으로써 착용자에게 익숙함을 제공할 수 있다.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 착용형 근력보조 장치 및 가변 탄성 모듈을 도시한 도면이다. 도 7은 도 6의 측면도이다.

도 8은 도 6의 가변 탄성 모듈의 제1탄성유닛을 도시한 도면이다. 도 9는 도 6의 가변 탄성 모듈의 제2탄성유닛을 도시한 도면이다.

이와 같은 착용형 근력보조 장치의 가변 탄성 모듈(130)은 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 상측 고정유닛(140), 하측 고정유닛(150) 및 복수개의 탄성유닛(160)을 포함할 수 있다.

상기 상측 고정유닛(140)은 상기 상부 하네스(110)와 결합된다. 상기 상부 고정유닛(140)은 상기 상부 하네스(110)의 등쪽에 고정되며, 상기 탄성유닛(160)과 결합되기 위한 핀 등이 구비될 수 있다. 필요에 따라 상기 상부 하네스(110)의 끈에 직접 연결될 수 있는데, 이를 위해 상기 상부 고정유닛(140)의 상측에 상기 끈이 결속되기 위한 고리가 형성될 수도 있다.

그리고, 상기 하측 고정유닛(150)은 상기 하부 하네스(120)와 결합된다. 상기 하측 고정유닛(150)은 상기 복수개의 탄성유닛(160)중 최하단의 탄성유닛에 결합될 수 있다. 그리고, 상기 하측 고정유닛(150)은 허벅지에 장착된 하부 하네스(120)와 와이어(152) 내지는 텐던 등으로 연결될 수 있다. 이 때, 상기 와이어(152) 또는 텐던은 상기 하부 하네스(120)의 착용자 후측방향에서 결합될 수 있다. 상기 하측 고정유닛(150)은 상기 와이어(152)와 결속되기 위한 고리가 하단에 형성될 수 있다.

상기 탄성유닛(160)은 상기 상측 고정유닛(140) 및 하측 고정유닛(150)에 결합되며, 서로 다른 탄성력을 발휘하도록 직렬적으로 결합되어 복수개가 구비될 수 있다.

상기 가변 탄성 모듈(130)은 착용자의 등에 척추를 따라 배치되므로, 상기 복수개의 탄성유닛(160)은 상하방향으로 배치될 수 있다.

이 때, 상기 복수개의 탄성유닛(160)은 제1탄성유닛(170)과 제2탄성유닛(180) 및 제3탄성유닛(190)을 포함할 수 있다.

상기 제1탄성유닛(170)은 상기 복수개의 탄성유닛(160) 중 최상단에 배치된 탄성유닛(160)로서, 상기 상측 고정유닛(140)에 탄성적으로 신축되도록 결합될 수 있다.

상기 제2탄성유닛(180)은 상기 가변 탄성 모듈(130)을 이루는 복수개의 탄성유닛(160) 중 상기 제1탄성유닛(170)의 하측에 결합된 탄성유닛(160)이다. 상기 제2탄성유닛(180)은 상기 제1탄성유닛(170)의 하측에 탄성적으로 신축되도록 결합될 수 있다. 또한, 상기 제2탄성유닛(180)의 하측에 상기 제2탄성유닛(180)과 동일한 구조를 갖는 하나 이상 또는 복수개의 제3탄성유닛(190)이 추가적으로 상호 탄성적으로 신축되도록 상하방향으로 직렬 결합될 수 있다.

이 때, 상하 방향으로 결합되는 제3탄성유닛(190)의 수는 착용자의 신장 및 필요한 힘의 크기에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

상기 제1탄성유닛(170)은 도 8에 도시된 바와 같이, 제1플레이트(171), 제1연결핀(173), 제1고정핀(177) 및 제1탄성체(175)를 포함할 수 있다.

상기 제1플레이트(171)는 상하방향으로 길이방향을 가지는 한 쌍의 바 형상으로 이루어질 수 있다. 상기 제1플레이트(171)는 서로 나란하게 이격 배치되며 서로 마주보는 위치에 상하방향으로 제1슬릿(179)이 형성될 수 있다.

상기 제1연결핀(173)은 상기 한 쌍의 제1플레이트(171) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1연결핀(173)은 상기 한 쌍의 제1플레이트(171) 사이를 가로지르도록 배치되며 양 단이 상기 한 쌍의 제1플레이트(171)에 각각 고정될 수 있다.

상기 제1고정핀(177)은 상기 제1연결핀(173)으로부터 하측으로 이격된 위치에 상기 한 쌍의 제1플레이트(171) 사이를 가로지르도록 배치되며, 양 단이 상기 제1플레이트(171)에 각각 고정될 수 있다.

상기 제1탄성체(175)는 상기 제1연결핀(173)과 상기 상측 고정유닛(140)에 결합되어 가해지는 하중에 따라 탄성적으로 신축되도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 상기 제1탄성체(175)는 상기 제1연결핀(173)과 상기 상측 고정유닛(140)을 둘러싸며 감기는 탄성밴드일 수 있다. 그러나 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않으며 상기 탄성밴드 대신 스프링이 적용될 수도 있다.

상기 제2탄성유닛(180)은 도 9에 도시된 바와 같이, 제2플레이트(181), 제1슬라이드핀(183), 제2고정핀(187) 및 제2탄성체(185)를 포함할 수 있다.

상기 제2플레이트(181)는 상하방향으로 연장되며 서로 나란하게 이격배치되는 한 쌍의 바 형상으로 이루어지며, 상기 제2플레이트(181)에는 서로 마주보는 위치에 상하방향으로 제2슬릿(189)이 형성될 수 있다.

상기 제1슬라이드핀(183)은 상기 한 쌍의 제2플레이트(181) 사이에 배치되며, 상기 제1탄성유닛(170)의 제1슬릿(179)에 상하방향으로 슬라이딩이 가능하게 설치될 수 있다.

상기 제2고정핀(187)은 상기 제1슬라이드핀(183)으로부터 하측으로 이격된 위치에 상기 한 쌍의 제2플레이트(181) 사이를 가로지도록 배치되며 양 단이 상기 한 쌍의 제2플레이트(181)에 각각 고정될 수 있다.

상기 제2탄성체(185)는 상기 제1탄성유닛(170)의 제1고정핀(177)과 상기 제1슬라이드핀(183)에 탄성적으로 신축되도록 결합될 수 있다. 상기 제2탄성체(185)는 상기 제1슬라이드핀(183)의 이동거리가 제1슬릿(179)에 의해 제한됨으로써 신장길이가 제한될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제2탄성체(185)는 상기 제1고정핀(177)에 감기는 탄성밴드일 수 있다. 그러나 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않으며 상기 탄성밴드 대신 스프링이 적용될 수도 있다. 이 때, 상기 제2탄성체(185)는 상기 제1탄성체(175)와 같은 재질로 형성되며, 상기 제1탄성체(175)보다는 폭이 좁은 형태로 이루어질 수 있다.

또한, 상기 제2탄성유닛(180)의 하측에 하나 또는 복수개의 별도의 제3탄성유닛(190)들이 직렬적으로 결합되어 상하로 배치될 수 있다. 이 때, 상기 하측에 위치된 제3탄성유닛(190)의 구조는 상측에 위치된 제2탄성유닛(180)과 동일하거나 유사한 구조로 이루어질 수 있다.

즉, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제2탄성유닛(180)의 하측에 제3탄성유닛(190)이 결합될 수 있다. 상기 제3탄성유닛(190)은 도 9에 도시된 바와 같이, 제3플레이트(191), 제2슬라이드핀(193), 제3탄성체(195) 및 제3고정핀(197)을 포함할 수 있다.

상기 제3플레이트(191)는 상하방향으로 연장되며 서로 나란하게 이격배치되는 한 쌍의 바 형상으로 이루어지며, 상기 제3플레이트(191)에는 서로 마주보는 위치에 제3슬릿(199)이 형성될 수 있다.

상기 제2슬라이드핀(193)은 상기 한 쌍의 제3플레이트(191) 사이에 배치되며, 상기 제2탄성유닛(180)의 제2슬릿(189)에 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 설치될 수 있다.

상기 제3고정핀(197)은 상기 제2슬라이드핀(193)으로부터 하측으로 이격된 위치에서 상기 한 쌍의 제3플레이트(191)를 가로지르도록 배치되어 고정될 수 있다.

제3탄성체(195)는 상기 제2탄성유닛(180)의 제2고정핀(187)과 상기 제2슬라이드핀(193)에 탄성적으로 신축되도록 결합될 수 있다. 상기 제3탄성체(195)는 상기 제2슬라이드 핀의 이동거리가 제2슬릿(189)에 의해 제한됨으로서 신장길이가 제한될 수 있다. 또한, 상기 제3탄성체(195)는 상기 제2탄성체보다 작은 탄성력을 가질 수 있다. 이를 위해, 상기 제3탄성체(195)는 상기 제2탄성체(185)와 같은 재질로 형성되며, 상기 제2탄성체(185)보다는 폭이 좁은 형태로 이루어질 수 있다.

이와 같이, 상기 제1탄성유닛(170) 내지 제3탄성유닛(190)이 상호 직렬적으로 결합될 수 있다. 또한, 상기 제3탄성유닛(190)의 하측에 다른 제3탄성체가 직렬적으로 결합될 수 있다.

따라서, 착용자가 앉는 등의 동작을 취하게 되어 상기 하측 고정유닛(150)이 당겨지게 되면 상기 제1탄성유닛(170) 내지 제3탄성유닛(190)의 탄성체(175, 185, 195)가 탄성적으로 신장되면서 탄성력이 작용될 수 있다. 또한, 상기 제1슬라이드핀(183)이 상기 제1플레이트(171)에 형성된 제1슬릿(179) 또는 제2플레이트(181)에 형성된 제2슬릿(189) 또는 제2슬라이드핀(193)이 상기 제3플레이트(191)에 형성된 제3슬릿(199)에 결합되어 그 신장길이가 제한될 수 있다.

이 때, 상기 상측에 배치된 제1탄성유닛(170) 또는 제2탄성유닛(180)의 탄성체(175, 185) 일수록 탄성계수가 클 수 있다. 즉, 상기 복수개의 탄성체(175, 185)에 의해 작용되는 탄성력은 상측에 배치된 탄성체(175, 185)일 수록 더 클 수 있다.

따라서, 척추 또는 다리가 굴곡됨에 따라 탄성계수가 작은 하측의 탄성유닛(160)부터 순차적으로 탄성적으로 신장되며, 굴곡각도가 커짐에 따라 점차적으로 상측의 탄성유닛(160)이 순차적으로 신장될 수 있다. 즉, 굴곡각도가 커짐에 따라 작용되는 탄성력의 크기 또한 커질 수 있다.

이 때, 상기 하측 고정유닛(150)은, 상기 복수개의 제2탄성유닛(180) 중 최하측에 배치된 제2탄성유닛(180)의 제2고정핀(187)에 회전가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 상기 와이어(152) 또는 텐던을 통해 전해지는 다리의 움직임 및 고관절의 움직임을 상기 가변 탄성 모듈(130)에 전달할 수 있다.

또한, 상기 슬릿(179, 189, 199)의 길이는 상기 탄성유닛(160)마다 다를 수 있다. 즉, 하측에 배치된 탄성유닛(160)의 슬릿(179, 189, 199)일 수록 그 길이가 짧으며, 상측에 배치된 탄성유닛(160)의 슬릿(179, 189, 199)일 수록 그 길이가 길 수 있다. 또는 그 반대일 수도 있거나 상기 탄성유닛(160)의 위치에 관계없이 상기 가변 탄성 모듈(130)의 슬릿(179, 189, 199)이 모두 동일한 길이일 수 있다.

또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 가변 탄성 모듈(130)을 신축성을 가진 섬유 등의 피복등으로 감싸 착용자의 피부나 모발 또는 의복이 탄성유닛(160)의 사이에 끼이는 것을 예방할 수도 있다.

이하, 본 발명의 제2실시예에 따른 착용형 근력보조 장치 에 대해서 설명하고자 한다.

도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 착용형 근력보조 장치의 가변 탄성 모듈을 도시한 도면이다. 도 11은 도 10의 가변 탄성 모듈의 측면도이다. 도 12는 도 10의 가변 탄성 모듈의 제1탄성유닛을 도시한 도면이다. 도 13은 도 10의 가변 탄성 모듈의 제2탄성유닛을 도시한 도면이다.

본 실시예에 따른 착용형 근력보조 장치(200)는 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 상부 하네스(110), 하부 하네스(120) 및 가변탄성모듈(230)을 포함할 수 있다.

본 실시예를 설명함에 있어서, 상부 하네스(110) 및 하부 하네스(120)에 관해서는 전술한 실시예와 동일하므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.

본 실시예에 따른 가변 탄성 모듈(230)은 도 10에 도시된 바와 같이, 상측 고정유닛(240), 복수개의 탄성유닛(260) 및 하측 고정유닛(250)을 포함할 수 있다.

상기 상측 고정유닛(240) 및 하측 고정유닛(250)은 전술한 실시예의 상측 고정유닛(140) 및 하측 고정유닛(150)과 실질적으로 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 상측 고정유닛(240)은 상기 상부 하네스(110)와 결합된다.

그리고, 상기 하측 고정유닛(250)은 상기 하부 하네스(120)와 결합된다.

상기 탄성유닛(260)은 상기 상측 고정유닛(240) 및 하측 고정유닛(250)에 결합되며, 서로 다른 탄성력을 발휘하도록 직렬적으로 결합되어 복수개가 구비될 수 있다.

상기 가변 탄성 모듈(230)은 착용자의 등에 척추를 따라 배치되므로, 상상기 복수개의 탄성유닛(260)은 상하방향으로 배치될 수 있다.

이 때, 상기 복수개의 탄성유닛(260)은 제1탄성유닛(270)과 제2탄성유닛(280) 및 제3탄성유닛(290)을 포함할 수 있다.

상기 제1탄성유닛(270)은 상기 복수개의 탄성유닛(260) 중 최상단에 배치된 탄성유닛(260)로서, 상기 상측 고정유닛(240)에 탄성적으로 신축되도록 결합될 수 있다.

상기 제2탄성유닛(280)은 상기 가변 탄성 모듈(230)을 이루는 복수개의 탄성유닛(260) 중 상기 제1탄성유닛(270)의 하측에 탄성적으로 신축되도록 결합된 탄성유닛이다. 또한, 상기 제2탄성유닛(280)의 하측에 상기 제2탄성유닛(280)과 동일한 구조를 갖는 하나 이상 또는 복수개의 제3탄성유닛(290)이 추가적으로 상호 탄성적으로 신축되도록 상하방향으로 직렬 결합될 수 있다.

이 때, 상하방향으로 결합되는 상기 제3탄성유닛(290)의 수는 착용자의 신장 및 필요한 힘의 크기에 따라 다양하게 변경될 수 있다.

즉, 상기 가변 탄성 모듈(230)을 이루는 탄성유닛(260) 중 최상단에 배치된 탄성유닛(260)은 제1탄성유닛(270)이고, 그 외에는 제2탄성유닛(280) 일 수 있다. 또한, 상기 제1탄성유닛(270)은 그 신장길이에 제한이 없으며, 상기 제2탄성유닛(280)은 그 신장길이에 제한이 가해질 수 있다.

상기 제1탄성유닛(270)은 도 12에 도시된 바와 같이, 제4플레이트(271), 제2연결핀(277) 및 제4탄성체(275)를 포함할 수 있다.

상기 제4플레이트(271)는 상하방향으로 연장되며 서로 나란하게 이격배치되는 한 쌍의 바 형상으로 이루어지며, 상기 제4플레이트(271)는 서로 마주보는 위치에 각각 제1홀(272) 및 제2홀(273)이 형성될 수 있다.

상기 제2연결핀(277)은 상기 한 쌍의 제4플레이트(271)의 제1홀(272)에 삽입되어 상기 한 쌍의 제4플레이트(271)를 가로지르도록 배치될 수 있다.

그리고, 상기 제4탄성체(275)는 상기 상측 고정유닛(240)과 상기 제2연결핀(277)에 결합되어 가해지는 하중에 따라 탄성적으로 신축되도록 형성된다. 본 실시예에서 상기 제4탄성체(275)는 상기 상측 고정유닛(240)과 상기 제2연결핀(277)을 둘러싸며 감기는 탄성밴드일 수 있다. 그러나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 상기 탄성밴드 대신 스프링이 적용될 수도 있다.

상기 제2탄성유닛(280)은 도 11 및 도 13에 도시된 바와 같이, 제5플레이트(281), 제3연결핀(286), 제4연결핀(287) 및 제5탄성체(285)를 포함할 수 있다.

상기 제5플레이트(281)는 상하 방향으로 연장되며 서로 나란하게 이격되는 한 쌍의 바 형상으로 이루어지며, 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 제5플레이트(281)는 서로 마주보는 위치에 각각 제3홀(282) 및 제4홀(283)이 형성될 수 있다.

상기 제3연결핀(286)은 상기 제1탄성유닛(270)의 제4플레이트(271)의 제2홀(273)에 삽입되어 상기 한 쌍의 제5플레이트(281)를 가로지르도록 배치될 수 있다.

상기 제4연결핀(287)은 상기 제5플레이트(281)의 제3홀(282)에 삽입되어 상기 한 쌍의 제5플레이트(281)를 가로지르도록 배치될 수 있다.

상기 제5탄성체(285)는 상기 제3연결핀(286) 및 제4연결핀(287)에 탄성적으로 신축되도록 결합될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 제5탄성체(285)는 상기 제3연결핀(286) 및 제4연결핀(287)에 감기는 탄성밴드일 수 있다. 그러나 본 발명은 반드시 이에 한정되지 않으며 상기 탄성밴드 대신 스프링이 적용될 수도 있다.

또한, 상기 제2탄성유닛(280)의 하측에 하나 또는 복수개의 별도의 제3탄성유닛(290)들이 직렬적으로 결합되어 상하로 배치될 수 있다. 이 때, 상기 하측에 위치된 제3탄성유닛(290)의 구조는 상측에 위치된 제2탄성유닛(280)과 동일하거나 유사한 구조로 이루어질 수 있는데, 이를 도 13 참조하여 좀 더 자세하게 설명하자면, 상기 제3탄성유닛(290)은 제6플레이트(291), 제6탄성체(295), 제5연결핀(296) 및 제6연결핀(297)을 포함할 수 있다.

상기 제6플레이트(291)는 상하방향으로 연장되며 서로 나란하게 이격배치되는 한 쌍의 바 형상으로 이루어지며, 상기 제6플레이트(291)에는 서로 마주보는 위치에 제5홀(292) 및 제6홀(293)이 형성될 수 있다.

상기 제5연결핀(296)은 상기 제2탄성유닛(280)의 제4홀(283)에 삽입되며, 상기 한 쌍의 제5플레이트(281)를 가로지르도록 배치될 수 있다.

상기 제6연결핀(297)은 제6플레이트(291)의 제5홀(292)에 삽입되어 상기 한 쌍의 제6플레이트(291)를 가로지르도록 배치될 수 있다.

제6탄성체(295)는 상기 제5연결핀(296) 및 제6연결핀(297)에 탄성적으로 신축되도록 결합될 수 있다.

이와 같은 제3탄성유닛(290)이 상호 직렬적으로 결합되는데, 이 때, 하측의 제3탄성유닛(290)의 제6탄성체(295)는 상측의 제5탄성체(285)보다 작은 탄성력을 가질 수 있다.

이와 같이, 상기 제1탄성유닛(270) 내지 제3탄성유닛(290)이 상호 직렬적으로 결합될 수 있다. 또한, 상기 제3탄성유닛(290)의 하측에 다른 제3탄성유닛(290)이 직렬적으로 결합될 수 있다.

그리고, 본 실시예의 착용형 근력보조 장치의 가변 탄성 모듈(230)은 리미트 와이어(289)를 더 포함할 수 있다.

상기 리미트 와이어(289)는 일단이 상기 제1탄성유닛(270) 또는 상측에 배치된 제2탄성유닛(280)에 결합되고, 타단이 하측에 배치된 제2탄성유닛(280)에 결합되어 상기 탄성체의 신장길이를 제한하는 구성요소이다. 상기와 같은 리미트 와이어(289)는 유연하면서도 탄성이 없거나 적은 섬유 또는 강철선 등의 재질의 로프일 수 있다.

이 때, 상기 리미트 와이어(289)는 상기 제4플레이트(271) 또는 상기 제5플레이트(281)에 결합되거나 또는 상기 제3연결핀(286) 또는 제4연결핀(287)에 결합될 수 있다.

또한, 상기 리미트 와이어(289)는 상기 제5플레이트(281)와 제6플레이트(192) 또는, 상기 제5연결핀(296)과 제6연결핀(297)에 결합될 수 있다.

상기 리미트 와이어(289)는 상기 제5탄성체(285) 및 제6탄성체(295)가 늘어나기 전 길이보다 더 긴 길이로 형성되어 상기 탄성체(285, 295)의 탄성적인 신축은 허용하면서도 상기 리미트 와이어(289)보다 더 신장되지는 않도록 제한할 수 있다.

이 때, 상기 리미트 와이어(289)는 상기 제1탄성유닛(270)과 상기 상측 고정유닛(240)의 사이에는 배치되지 아니하며, 상기 제1탄성유닛(270)과 상기 제2탄성유닛(280)의 사이 및 상기 제2탄성유닛(280)과 상기 제3탄성유닛(29) 및 상기 복수개의 제3탄성유닛(290)의 사이에 배치될 수 있다.

따라서, 상기 제1탄성유닛(270)의 탄성체는 그 신장길이가 제한되지 아니할 수 있다. 물론, 필요에 따라서는 상기 제1탄성유닛(270)도 그 신장길이가 제한되도록 상기 리미트 와이어(289)가 결합될 수도 있을 것이다.

이 때, 상기 하측 고정유닛(250)은, 상기 복수개의 제2탄성유닛(280) 중 최하측에 배치된 제2탄성유닛(280)의 제4연결핀(287)에 회전가능하게 결합될 수 있다. 따라서, 상기 와이어(152) 또는 텐던을 통해 전해지는 다리의 움직임 및 고관절의 움직임을 상기 가변 탄성 모듈(230)에 전달할 수 있다.

또한, 상기 리미트 와이어(289)의 길이는 상기 제2탄성유닛(280) 또는 제3탄성유닛(290)마다 다를 수 있다. 즉, 하측에 배치된 제2탄성유닛(280)의 리미트 와이어(289)일 수록 그 길이가 짧으며, 상측에 배치된 제2탄성유닛(280)의 리미트 와이어(289)일 수록 그 길이가 길 수 있다. 또는 그 반대일 수도 있거나 상기 제2탄성유닛(280) 및 제3탄성유닛(290)의 위치에 관계없이 상기 가변 탄성 모듈(230)의 리미트 와이어(289)가 모두 동일한 길이일 수 있다.

또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 가변 탄성 모듈(230)을 신축성을 가진 섬유 등의 피복등으로 감싸 착용자의 피부나 모발 또는 의복이 탄성유닛(260)의 사이에 끼이는 것을 예방할 수도 있다.

이하, 본 발명의 제3실시예에 따른 착용형 근력보조 장치에 대해서 설명하고자 한다.

본 실시예에 따른 착용형 근력보조 장치(300)는 도 14에 도시된 바와 같이, 상부 하네스(110), 하부 하네스(120) 및 가변탄성모듈(330)을 포함할 수 있다.

본 실시예를 설명함에 있어서 상부 하네스(110) 및 하부 하네스(120) 에 관해서는 전술한 실시예와 동일하므로 자세한 설명을 생략하기로 한다.

본 실시예에 따른 가변 탄성 모듈(330)은 도 14에 도시된 바와 같이, 상측 고정유닛(340), 복수개의 탄성유닛(360) 및 하측 고정유닛(350)을 포함할 수 있다.

상기 상측 고정유닛(340) 및 하측 고정유닛(350)은 전술한 실시예의 상측 고정유닛(340) 및 하측 고정유닛(350)과 실질적으로 동일하므로 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 상측 고정유닛(340)은 상기 상부 하네스(110)와 결합된다.

그리고, 상기 하측 고정유닛(350)은 상기 하부 하네스(120)와 결합된다.

상기 탄성유닛(360)은 상기 상측 고정유닛(340) 및 하측 고정유닛(350)에 결합되며, 서로 다른 탄성력을 발휘하도록 직렬적으로 결합되어 복수개가 구비될 수 있다.

상기 가변 탄성 모듈(330)은 착용자의 등에 척추를 따라 배치되므로, 상기 복수개의 탄성유닛(360)은 상하방향으로 배치될 수 있다.

이 때, 상기 복수개의 탄성유닛(360)은 제1탄성유닛(370)과 제2탄성유닛(380)을 포함할 수 있다.

상기 제1탄성유닛(370)은 상기 복수개의 탄성유닛(360) 중 최상단에 배치된 탄성유닛(360)로서, 상기 상측 고정유닛(340)에 탄성적으로 신축되도록 결합될 수 있다.

상기 제2탄성유닛(380)은 상기 가변 탄성 모듈(330)을 이루는 복수개의 탄성유닛(360) 중 상기 제1탄성유닛(370)을 제외한 나머지 탄성유닛(360)일 수 있으며, 상기 제1탄성유닛(370)의 하측에 탄성적으로 신축되도록 결합될 수 있다. 몰론, 필요에 따라서는 상기 제1탄성유닛(370) 또한 그 신장길이가 제한되도록 이루어질 수도 있을 것이다.

즉, 상기 가변 탄성 모듈(330)을 이루는 탄성유닛(360) 중 최상단에 배치된 탄성유닛(360)은 제1탄성유닛(370)이고, 그 외에는 제2탄성유닛(380) 일 수 있다. 또한, 상기 제1탄성유닛(370)은 그 신장길이에 제한이 없으며, 상기 제2탄성유닛(380)은 그 신장길이에 제한이 가해질 수 있다. 물론, 필요하다면 상기 제1탄성유닛(370)의 신장길이 또한 제한될 수도 있을 것이다.

상기 제1탄성유닛(370)은 제5연결핀(377) 및 제7탄성체(375)를 포함할 수 있다.

상기 제5연결핀(377)은 상기 상측 고정유닛(340)으로부터 하측으로 이격되게 배치될 수 있다.

그리고, 상기 제7탄성체(375)는 상기 상측 고정유닛(340)과 상기 제5연결핀(377)에 결합되어 탄성적으로 신축될 수 있다. 본 실시예에서 상기 제7탄성체(375)는 상기 상측 고정유닛(340)과 상기 제5연결핀(377)을 둘러싸며 감기는 탄성밴드일 수 있다. 그러나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 상기 탄성밴드 대신 스프링이 적용될 수도 있다.

상기 제2탄성유닛(380)은, 제6연결핀(386) 및 제7연결핀(387) 및 제8탄성체(385)를 포함할 수 있다.

상기 제6연결핀(386)은 상기 제1탄성유닛(370)의 하측에 이격되게 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제7연결핀(387)은 상기 제6연결핀(386)의 하측에 이격되게 배치될 수 있다.

상기 제8탄성체(385)는 상기 제6연결핀(386)과 상기 제7연결핀(387)에 결합되어 탄성적으로 신축될 수 있다. 본 실시예에서 상기 제8탄성체(385)는 상기 제6연결핀(386)과 상기 제7연결핀(387)을 둘러싸며 감기는 탄성밴드일 수 있다. 그러나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 상기 탄성밴드 대신 스프링이 적용될 수도 있다.

그리고, 본 실시예의 착용형 근력보조 장치의 가변 탄성 모듈(330)은 리미트 와이어(389)를 더 포함할 수 있다.

상기 리미트 와이어(389)는 상기 제1탄성유닛(370)의 제5연결핀(377)과 상기 제1탄성유닛(370)의 하측에 인접하여 배치된 상기 제2탄성유닛(380)의 제6연결핀(386)을 고정하고, 연속적으로 연장되어 상기 제2탄성유닛(380)의 제7연결핀(387) 및 그 하측에 배치된 제2탄성유닛(380)의 제6연결핀(386)을 고정함으로써, 상기 제5연결핀(377) 및 제6연결핀(386)과 제7연결핀(387)을 고정하면서, 동시에 상기 탄성체(375, 385)의 신장길이를 제한할 수 있다.

이 때, 상기 제6연결핀(386)과 제7연결핀(387) 사이의 상기 리미트 와이어(389)의 길이는 상기 제2탄성유닛(380)의 제8탄성체(385)의 신장 전 최소 길이보다 길게 형성됨으로써 상기 제8탄성체(385)의 탄성적인 신축은 허용하면서도 상기 리미트 와이어(389)보다 더 신장되지는 않도록 제한할 수 있다.

물론, 필요에 따라서 상기 리미트 와이어(389)가 상기 제1탄성유닛(370)의 상기 제5연결핀(377)까지 고정함으로써 상기 제1탄성유닛(370)의 신장길이까지도 제한할 수 있을 것이다.

또한, 상기 제3탄성유닛(390)은 상기 제2탄성유닛(380)의 하측에 직렬적으로 결합되며, 실질적으로 상기 제2탄성유닛(380)과 동일한 구조를 가질 수 있다. 상기 제3탄성유닛(390)은 하나 이상 또는 복수개가 상호 탄성적으로 신축되도록 상하방향으로 직렬 결합될 수 있으며, 그 신장길이가 제한되도록 형성될 수 있다. 이러한 제3탄성유닛(390)은 하나 또는 복수개가 구비될 수 있으며, 그 개수는 착용자의 신장 등에 따라 선택될 수 있다.

또한, 도면에 도시하지는 않았지만, 상기 가변 탄성 모듈(330)을 신축성을 가진 섬유 등의 피복등으로 감싸 착용자의 피부나 모발 또는 의복이 탄성유닛(360)의 사이에 끼이는 것을 예방할 수도 있다.

이와 같이 상기 제1탄성유닛(370) 및 복수개의 제2탄성유닛(380)이 상하로 배치될 수 있다.

따라서, 착용자가 앉는 등의 동작을 취하게 되어 상기 하측 고정유닛(350)이 당겨지게 되면 상기 제1탄성유닛(370) 내지 제3탄성유닛(390)의 탄성체가 탄성적으로 신장되면서 탄성력이 작용될 수 있다.

이 때, 상기 상측에 배치된 제1탄성유닛(370), 제2탄성유닛(380) 및 제3탄성유닛(390)의 탄성체(375, 385) 일수록 탄성계수가 클 수 있다. 즉, 상기 복수개의 탄성체(375, 385)에 의해 작용되는 탄성력은 상측에 배치된 탄성체일 수록 더 클 수 있다.

따라서, 척추 또는 다리가 굴곡됨에 따라 탄성계수가 작은 하측에 배치된 탄성체(385)부터 순차적으로 탄성적으로 신장되며, 굴곡각도가 커짐에 따라 점차적으로 상측에 배치된 탄성체(375, 385)가 순차적으로 신장될 수 있다. 즉, 굴곡각도가 커짐에 따라 작용되는 탄성력의 크기 또한 커질 수 있다.

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.

105: 하네스부 110: 상측 하네스
120: 하측 하네스 130: 가변 탄성 모듈
140: 상측 고정유닛 150: 하측 고정유닛
152: 와이어 160: 탄성유닛
161: 탄성부 162: 제한부
170: 제1탄성유닛 171: 제1플레이트
173: 제1연결핀 175: 제1탄성체
177: 제1고정핀 179: 제1슬릿
180: 제2탄성유닛 181: 제2플레이트
183: 제1슬라이드핀 185: 제2탄성체
187: 제2고정핀 230: 가변 탄성 모듈
240: 상측 고정유닛 250: 하측 고정유닛
260: 탄성유닛 270: 제1탄성유닛
271: 제4플레이트 272: 제1홀
273: 제2홀 275: 제4탄성체
277: 제2연결핀 280: 제2탄성유닛
281: 제5플레이트 282: 제3홀
283: 제4홀 285: 제5탄성체
286: 제3연결핀 287: 제4연결핀
330: 가변 탄성 모듈 340: 상측 고정유닛
350: 하측 고정유닛 360: 탄성유닛
370: 제1탄성유닛 375: 제7탄성체
377: 제5연결핀 380: 제2탄성유닛
385: 제8탄성체 386: 제6연결핀
387: 제7연결핀 389: 리미트 와이어

Claims (16)

1. 착용자의 몸통 상측에 착용되는 상부 하네스 및 상기 착용자의 다리 허벅지에 착용되는 하부 하네스를 포함하는 하네스부;
   상단이 상기 상부 하네스와 결합되고, 하단이 상기 하부 하네스에 결합되며, 착용자의 등에 척추를 따라 배열되어 상기 척추의 굴신 및 상기 다리의 고관절의 굴신에 따라 탄성적으로 신축되어 상기 척추 및 상기 다리를 보조하는 가변 탄성 모듈;을 포함하며,
   상기 가변 탄성 모듈은,
   서로 다른 탄성력을 발휘하도록 직렬적으로 결합되며, 상측에 위치될수록 탄성계수가 크도록 배치된 복수개의 탄성유닛을 포함하며, 상기 복수개의 탄성유닛은 상기 척추 및 상기 다리의 고관절의 굴신 각도를 따라 탄성적으로 신축되는, 착용형 근력보조 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 가변 탄성 모듈은,
   상기 상부 하네스에 결합되는 상측 고정유닛;
   상기 하부 하네스에 결합되는 하측 고정유닛 및
   상기 상측 고정유닛 및 상기 하측 고정유닛 사이에 결합되며, 서로 다른 탄성력을 발휘하도록 직렬적으로 결합된 복수개의 탄성유닛;
   을 포함하는, 착용형 근력보조 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 복수개의 탄성유닛은,
   상기 상측 고정유닛에 탄성적으로 신축되도록 결합되는 제1탄성유닛; 및
   상기 제1탄성유닛의 하측에 탄성적으로 신축되도록 직렬 결합되는 제2탄성유닛을 포함하는, 착용형 근력보조 장치.
4. 제2항에 있어서,
   상기 하측 고정유닛은 상기 하부 하네스에 텐던 또는 와이어로 연결되는, 착용형 근력보조 장치.
5. 제3항에 있어서,
   상기 제1탄성유닛은,
   서로 마주보는 위치에 상하방향으로 제1슬릿이 형성된 한 쌍의 제1플레이트;
   상기 한 쌍의 제1플레이트 사이에 배치되는 제1연결핀;
   상기 제1연결핀으로부터 하측으로 이격된 위치에서 상기 한 쌍의 제1플레이트 사이에 고정 설치되는 제1고정핀; 및
   상기 제1연결핀과 상기 상측 고정유닛에 결합되어 탄성적으로 신축되는 제1탄성체;
   를 포함하는, 착용형 근력보조 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 제2탄성유닛은,
   서로 마주보는 위치에 상하방향으로 제2슬릿이 형성된 한 쌍의 제2플레이트;
   상기 한 쌍의 제2플레이트 사이에 배치되며, 상기 제1탄성유닛의 상기 제1슬릿에 상하방향으로 슬라이딩 가능하게 설치되는 제1슬라이드핀;
   상기 제1슬라이드핀으로부터 하측으로 이격된 위치에 상기 한 쌍의 제2플레이트 사이에 고정 설치되는 제2고정핀; 및
   상기 제1탄성유닛의 상기 제1고정핀과 상기 제1슬라이드핀에 결합되어 탄성적으로 신축되는 제2탄성체;
   를 포함하며,
   상기 제2탄성체는 상기 제1슬라이드핀의 이동거리가 제한됨으로써 신장길이가 제한되는, 착용형 근력보조 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 제2탄성유닛 하측에 상기 제2탄성유닛과 동일한 구조로 상호 직렬적으로 결합되며, 상기 제2탄성유닛의 상기 제2탄성체와 다른 탄성력을 갖는 탄성체를 구비한 하나 이상의 탄성유닛을 더 포함하는, 착용형 근력보조 장치.
8. 삭제
9. 제1항에 있어서,
   상기 척추 또는 상기 다리의 고관절이 굴신됨에 따라 상기 복수개의 탄성유닛 중 탄성계수가 작은 탄성유닛부터 순차적으로 신장되거나 수축되는, 착용형 근력보조 장치.
10. 제2항에 있어서,
    상기 하측 고정유닛은,
    상기 복수개의 탄성유닛 중 최하측에 배치된 탄성유닛에 결합되는, 착용형 근력보조 장치.
11. 제6항에 있어서,
    상기 제1슬릿 또는 제2슬릿의 길이는 상기 상기 제1탄성유닛 또는 상기 제2탄성유닛마다 다르게 형성되는, 착용형 근력보조 장치.
12. 제6항에 있어서,
    상기 제1탄성체 및 상기 제2탄성체는 탄성밴드인, 착용형 근력보조 장치.
13. 제3항에 있어서,
    상기 제1탄성유닛은,
    서로 마주보는 위치에 제1홀 및 제2홀이 형성된 한 쌍의 제4플레이트;
    상기 한 쌍의 제4플레이트의 상기 제1홀에 삽입되는 제2연결핀; 및
    상기 상측 고정유닛과 상기 제2연결핀에 결합되어 탄성적으로 신축되는 제4탄성체;
    를 포함하는, 착용형 근력보조 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제2탄성유닛은,
    서로 마주보는 위치에 제3홀 및 제4홀이 형성된 한 쌍의 제5플레이트;
    상기 제1탄성유닛의 상기 제4플레이트의 제2홀에 삽입되는 제3연결핀;
    상기 제5플레이트의 상기 제3홀에 삽입되는 제4연결핀; 및
    상기 제3연결핀 및 제4연결핀에 결합되어 탄성적으로 신축되는 제6탄성체;
    를 포함하는, 착용형 근력보조 장치.
15. 제14항에 있어서,
    일단이 상기 제1탄성유닛에 결합되고, 타단이 하측에 배치된 제2탄성유닛에 결합되어 상기 제4탄성체 및 제6탄성체의 신장길이를 제한하는 리미트 와이어를 더 포함하는, 착용형 근력보조 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 리미트 와이어는 상기 제4탄성체 및 제6탄성체가 늘어나기 전 길이보다 더 긴 길이로 형성되는, 착용형 근력보조 장치.

Images