KR102489761B1

KR102489761B1 - 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛 및 그 작동방법

Info

Publication number: KR102489761B1
Application number: KR1020210117079A
Authority: KR
Inventors: 이기욱
Original assignee: 중앙대학교 산학협력단
Priority date: 2021-09-02
Filing date: 2021-09-02
Publication date: 2023-01-18
Also published as: US20230069521A1; KR102489761B9

Abstract

본 발명은 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛 및 그 작동방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 길이방향으로 복수의 분할영역을 갖는 탄성요소; 및 상기 탄성요소의 상기 분할영역 각각에 설치되어 상기 분할영역 별로 상기 탄성요소를 부분적으로 활성화 또는 비활성화하여 상기 탄성요소의 탄성력과 탄성선도를 조절하는 복수의 탄성조절모듈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛에 관한 것이다.

Description

탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛 및 그 작동방법{Elastic Unit with adjustable elasticity}

본 발명은 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛 및 그 작동방법에 관한 것이다.

탄성 부재는 공지되어 있고 또한 다양한 기술 분야, 주로 진동 및 힘 감쇠에 사용되고 있다. 여기에서 스프링 부재는, 현존하는 탄성체 층의 유형, 크기, 형상 및 개수에 의해 미리 특정된 한정된 강성을 가지고, 일반적으로 스프링 부재의 설치 후에 변경될 수 없거나 또는 현저히 변경될 수 없다.

고무밴드는 늘릴수록 탄성력이 증가하는 특징을 가지고 있어 트레이닝이나 패시브 웨어러블 로봇에 적용해 수동적으로 신체를 보조해준다. 하지만 일반적인 고무밴드는 고유한 탄성선도만을 따라 탄성력을 발생시키기 때문에 활용이 매우 제한적이다.

이러한 탄성부재에 대해 탄성력을 가변시키기 위한 연구가 지속되고 있다. 도 1은 종래기술 1에 따른 탄성재가 삽입된 탄성가변차음단열부재의 사시도를 도시한 것이다. 도 2는 종래기술 2에 따른 가변 강성 메커니즘이 적용된 튜브 구조체의 사시도를 도시한 것이다.

탄성재가 삽입된 탄성가변 차음단열부재인 종래기술 1은 탄성가변유닛에 의해 내판유닛과 외판유닛 사이의 거리가 바뀌면서 탄성력이 변하게 되기 때문에 일정한 탄성선도 내의 탄성력만 발생할 수 있다.

가변 강성 메커니즘이 적용된 튜브 구조체인 종래기술 2는 외측튜브와 내측튜브의 상대적인 회전과 이동에 따라서 주축의 수직방향 힘에 대한 강성이 변하는 긴 튜브 형태이다. 따라서 구조체의 회전을 막기 위해선 한 부분을 반드시 고정해야 하기 때문에 활용이 제한적이다.

종래기술 1은 내판유닛과 외판유닛의 거리가 변하면서 동일한 탄성선도만을 따라 탄성력을 변화시킬 수 있고, 종래기술 2는 주축의 수직방향 힘에 대한 강성이 변하기 때문에 회전을 막기 위한 고정부분이 필요하다.

따라서 시스템의 전체 길이를 유지하면서 탄성력과 탄성선도 모두를 변화시킬 수 있으며, 주축방향의 힘에 대한 탄성이 변하므로 회전에 대한 문제없이 다양하게 활용이 가능한, 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛의 개발이 요구되었다.

대한민국 등록특허 10-1557319 대한민국 등록특허 10-2069601 대한민국 등록특허 10-1217672 대한민국 공개특허 10-2012-012759

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 탄성력 크기와 탄성선도를 둘 다 조절할 수 있는 밴드형태의 메커니즘으로 더 다양한 보조가 가능해 활용도가 높은, 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛 및 그 작동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 탄성유닛은 전체적으로 탄성밴드, 비탄성밴드(나일론 웨빙), 고정부로 이루어지며, 긴 탄성밴드 사이 사이에 고정부를 기준으로 구간이 나누어져 있으며 각 구간에는 탄성밴드와 병렬적으로 비탄성밴드가 연결되어 있고, 비탄성밴드는 구간 내의 한쪽 고정부에는 고정되어 있고, 다른 쪽 고정부에는 고정부에 있는 스풀과 결합되어 있어, 모터를 이용해 스풀을 돌리면 해당 구간 내의 나일론 웨빙의 길이를 조절할 수 있는, 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛 및 그 작동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 각 구간의 비탄성밴드의 길이를 조절하여 탄성밴드를 활성화 또는 비활성화하면서 탄성력을 조절하게 되며, 비탄성밴드의 길이가 탄성밴드와 동일하면 그 구간의 탄성밴드는 늘어날 수 없고(비활성화), 비탄성밴드의 길이가 탄성밴드보다 길면 그 구간의 탄성밴드는 늘어날 수 있으며(활성화). 탄성밴드의 활성화, 비활성화를 통해 구간 갯수만큼의 탄성력 단계를 낼 수 있으며, 또한, 특정 한 구간의 탄성체는 탄성밴드보다 훨씬 작은 탄성력을 내기 위해 고무줄로 구성되는, 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛 및 그 작동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 비탄성밴드의 길이를 탄성밴드보다 살짝 길게 할 경우, 인장 초기에는 탄성밴드가 늘어나다가 나일론 웨빙의 길이와 동일해지는 순간부터 늘어날 수 없게 되며, 이러한 원리를 이용해 기존의 탄성력 단계 이외의 다양한 탄성선도를 낼 수 있는, 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛 및 그 작동방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 제1목적은, 탄성유닛에 있어서, 길이방향으로 복수의 분할영역을 갖는 탄성요소; 및 상기 탄성요소의 상기 분할영역 각각에 설치되어 상기 분할영역 별로 상기 탄성요소를 부분적으로 활성화 또는 비활성화하여 상기 탄성요소의 탄성력과 탄성선도를 조절하는 복수의 탄성조절모듈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛으로서 달성될 수 있다.

그리고 상기 탄성요소는 탄성밴드로 구성되며, 상기 탄성조절모듈은, 일측단이 상기 탄성밴드의 분할영역 일측단에 고정되는 비탄성밴드와, 상기 분할영역의 타측단에 설치되어 상기 비탄성밴드의 노출길이를 조절하는 길이조절수단을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 비탄성밴드에 인장력이 인가되지 않는 경우 상기 분할영역에서의 상기 탄성밴드의 탄성은 활성화되고, 상기 길이조절수단에 의해 상기 비탄성밴드의 노출길이를 감소시켜 상기 비탄성밴드에 인장력이 발생되면 상기 분할영역에서의 상기 탄성밴드의 탄성은 비활성화되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 상기 비탄성밴드는 나일론 웨빙으로 구성되고, 상기 길이조절수단은 상기 나일론 웨빙 타측을 권취시키는 스풀과, 상기 스풀을 회전구동하기 위한 모터를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 길이조절수단 각각의 모터의 구동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 비활성화된 분할영역의 개수 변화를 통해 상기 탄성유닛의 탄성력이 가변, 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 상기 활성화된 분할영역에서, 상기 비탄성밴드의 노출길이에 따라 상기 탄성유닛의 탄성선도가 가변, 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 특정 분할영역에 구비되는 탄성요소는 상기 탄성밴드의 탄성계수보다 작은 탄성계수를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제2목적은 앞서 언급한 제1목적에 따른 탄성유닛의 작동방법에 있어서, 탄성요소의 길이방향으로 인가되는 힘의 가변에 따라 탄성유닛에 탄성력이 저장, 방출되는 단계; 및 상기 탄성요소의 상기 분할영역 각각에 설치된 탄성조절모듈에 의해, 상기 분할영역 별로 상기 탄성요소를 부분적으로 활성화 또는 비활성화하여 상기 탄성요소의 탄성력과 탄성선도를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛의 작동방법으로서 달성될 수 있다.

그리고 비활성화된 분할영역의 개수 변화를 통해 상기 탄성유닛의 탄성력이 가변, 조절되고, 활성화된 분할영역에서, 상기 비탄성밴드의 노출길이에 따라 상기 탄성유닛의 탄성선도가 가변, 조절되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 제3목적은 앞서 언급한 제1목적에 따른 탄성유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 고관절 탄성슈트로서 달성될 수 있다.

그리고 상기 탄성슈트의 착용상태에서 탄성유닛에 의한 보조력을 실시간으로 측정하는 보조력측정부; 및 측정된 보조력에 기반하여 탄성조절모듈 각각을 제어하여 탄성유닛의 탄성력과 탄성선도를 조절하여 상기 보조력을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛 및 그 작동방법에 따르면, 탄성력 크기와 탄성선도를 둘 다 조절할 수 있는 밴드형태의 메커니즘으로 더 다양한 보조가 가능해 활용도가 높은 장점을 갖는다.

본 발명의 실시예에 따른 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛 및 그 작동방법에 따르면, 탄성유닛은 전체적으로 탄성밴드, 비탄성밴드(나일론 웨빙), 고정부로 이루어지며, 긴 탄성밴드 사이 사이에 고정부를 기준으로 구간이 나누어져 있으며 각 구간에는 탄성밴드와 병렬적으로 비탄성밴드가 연결되어 있고, 비탄성밴드는 구간 내의 한쪽 고정부에는 고정되어 있고, 다른 쪽 고정부에는 고정부에 있는 스풀과 결합되어 있어, 모터를 이용해 스풀을 돌리면 해당 구간 내의 나일론 웨빙의 길이를 조절할 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명의 실시예에 따른 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛 및 그 작동방법에 따르면, 각 구간의 비탄성밴드의 길이를 조절하여 탄성밴드를 활성화 또는 비활성화하면서 탄성력을 조절하게 되며, 비탄성밴드의 길이가 탄성밴드와 동일하면 그 구간의 탄성밴드는 늘어날 수 없고(비활성화), 비탄성밴드의 길이가 탄성밴드보다 길면 그 구간의 탄성밴드는 늘어날 수 있으며(활성화), 탄성밴드의 활성화, 비활성화를 통해 구간 갯수만큼의 탄성력 단계를 낼 수 있는 효과를 갖는다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛 및 그 작동방법에 따르면, 비탄성밴드의 길이를 탄성밴드보다 살짝 길게 할 경우, 인장 초기에는 탄성밴드가 늘어나다가 나일론 웨빙의 길이와 동일해지는 순간부터 늘어날 수 없게 되며, 이러한 원리를 이용해 기존의 탄성력 단계 이외의 다양한 탄성선도를 낼 수 있는 효과를 갖는다.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 종래기술 1에 따른 탄성재가 삽입된 탄성가변차음단열부재의 사시도,
도 2는 종래기술 2에 따른 가변 강성 메커니즘이 적용된 튜브 구조체의 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄성력과 탄성선도 조절가능 탄성유닛의 사시도,
도 4은 도 3의 확대사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄성력과 탄성선도 조절가능 탄성유닛의 측면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단계별 분할영역별 활성화 구간의 변화를 나타낸 모식도,
도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 나일론 웨빙이 제1길이를 갖는 탄성조절모듈의 부분측면도,
도 7b는 도 7a에서 최대 탄성력을 갖는 상태의 부분측면도,
도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 나일론 웨빙가 제1길이보다 짧은 제2길이를 갖는 경우 탄성조절모듈의 부분측면도,
도 8b는 도 8a에서 최대 탄성력을 갖는 상태의 부분측면도,
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛이 적용된 탄성슈트의 사진을 나타낸 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 본 발명의 실시예에 따른 탄성력과 탄성선도 조절가능 탄성유닛의 구성, 기능 및 작동방법에 대해 설명하도록 한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 탄성력과 탄성선도 조절가능 탄성유닛의 사시도를 도시한 것이다. 그리고 도 4는 도 3의 확대사시도를 도시한 것이다. 또한 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 탄성력과 탄성선도 조절가능 탄성유닛의 측면도를 도시한 것이다. 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 단계별 분할영역별 활성화 구간의 변화를 나타낸 모식도를 도시한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛(100)은, 길이방향으로 복수의 분할영역을 갖는 탄성밴드(31)와, 이러한 탄성밴드(31)의 분할영역 각각에 설치되어 분할영역 별로 탄성밴드(31)를 부분적으로 활성화 또는 비활성화하여 탄성밴드(31)의 탄성력과 탄성선도를 조절하는 복수의 탄성조절모듈(60)을 포함하여 구성될 수 있다.

도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 탄성조절모듈(60)은, 분할영역 각각에 설치되며, 비탄성밴드(61)와 길이조절수단(70)을 포함하여 구성된다. 비탄성밴드(61)는 일측 고정단(62)에 고절되며, 타단은 길이조절수단(70)에 의해 권취되어 비탄성밴드(61)의 노출길이가 조절될 수 있도록 구성됨을 알 수 있다.

즉, 비탄성밴드(61)는 일측단이 탄성밴드(31)의 분할영역 일측단에 고정되며, 길이조절수단(70)은 분할영역의 타측단에 설치되어 비탄성밴드(61)의 노출길이를 조절하도록 구성된다.

따라서 비탄성밴드(61)에 인장력이 인가되지 않는 경우 분할영역에서의 탄성밴드(31)의 탄성은 활성화되고, 길이조절수단(70)에 의해 비탄성밴드(61)의 노출길이를 감소시켜 비탄성밴드(61)에 인장력이 발생되면 이러한 분할영역에서의 탄성밴드(31)의 탄성은 비활성화되게 된다.

본 발명의 실시예에서 비탄성밴드(61)는 나일론 웨빙으로 구성되고, 길이조절수단(70)은 나일론 웨빙(61) 타측을 와인딩, 리와인딩시키는 스풀(71)과, 이러한 스풀(71)을 회전구동하기 위한 모터(72)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 제어부는 길이조절수단(70) 각각의 모터(72)의 구동을 제어하게 된다.

따라서 비활성화된 분할영역의 개수 변화를 통해 탄성유닛(100)의 탄성력이 가변, 조절되게 된다.

즉, 긴 탄성밴드(31) 사이 사이에 고정단(62)을 기준으로 분할영역으로 구간이 나누어져 있으며 각 분할영역에는 탄성밴드(31)와 병렬적으로 나일론 웨빙(61)이 연결되어 있다. 나일론 웨빙(61)은 구간 내의 일측 고정단(62)에는 고정되어 있고, 다른 타측은 스풀(71)과 결합되어 있다. 따라서 모터(72)를 이용해 스풀(71)을 돌리면 해당 구간 내의 나일론 웨빙(61)의 길이를 조절할 수 있게 된다.

메커니즘의 원리는 각 구간의 나일론 웨빙(61) 길이를 조절하여 탄성밴드(31)를 활성화 또는 비활성화하면서 탄성력을 조절하게 된다. 나일론 웨빙(61)의 길이가 탄성밴드(31)와 동일하면 그 구간의 탄성밴드(31)는 늘어날 수 없고, 나일론 웨빙(61)의 길이가 탄성밴드(31)보다 길면 그 구간의 탄성밴드는 늘어날 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 탄성밴드(31)의 활성화, 비활성화를 통해 구간 갯수만큼의 탄성력 단계를 낼 수 있다. 또한, 한 구간의 탄성체는 탄성밴드(31)보다 훨씬 작은 탄성력을 내기 위해 고무줄(34)로 구성되어 있다.

본 발명의 구체적 실시예에서 탄성밴드(31)는 두께 2mm의 운동용 고무밴드를 나일론 웨빙의 폭에 맞게 재단하여 사용하였고, 고정단(62)은 큐비콘 사의 single plus 3D 프린터를 이용해 ABS 소재로 출력하여 사용하였다. 실험을 통해서 탄성력 크기와 탄성선도를 조절할 수 있음을 확인하였고, Hip flexion exosuit에 적용하여 보조력 변화도 검증하였다.

그리고 활성화된 분할영역에서, 비탄성밴드(61)의 노출길이에 따라 탄성유닛(100)의 탄성선도가 가변, 조절되게 된다.

도 7a는 본 발명의 실시예에 따른 나일론 웨빙이 제1길이를 갖는 탄성조절모듈의 부분측면도를 도시한 것이고, 도 7b는 도 7a에서 최대 탄성력을 갖는 상태의 부분측면도를 도시한 것이다. 반면, 도 8a는 본 발명의 실시예에 따른 나일론 웨빙가 제1길이보다 짧은 제2길이를 갖는 경우 탄성조절모듈의 부분측면도, 도 8b는 도 8a에서 최대 탄성력을 갖는 상태의 부분측면도를 도시한 것이다.

도 7a 내지 도 8b에 도시된 바와 같이, 나일론 웨빙(61)의 길이를 영역 내의 탄성밴드(31)보다 살짝 길게 할 경우, 인장 초기에는 탄성밴드(31)가 늘어나다가 나일론 웨빙(61)의 길이와 동일해지는 순간부터 늘어날 수 없게 된다. 이 원리를 이용해 기존의 탄성력 단계 이외의 다양한 탄성선도를 낼 수 있게 된다.

즉, 도 7a는 도 8a에 비교하여 비탄성밴드(61)의 노출길이가 더 길며, 이러한 경우 도 7b에 도시된 바와 같이, 도 8b와 대비하여 탄성선도가 더욱 크게 됨을 알 수 있다. 따라서 활성화 구간 내에서 스풀(71)에 의해 나이론 웨빙(61)의 노출길이를 조절하여 최대 저장가능한 탄성력, 즉 탄성선도를 조절할 수 있음을 알 수 있다.

도 9는 본 발명의 실시예에 따른 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛이 적용된 탄성슈트의 사진을 나타낸 것이다. 도 9에 도시된 바와 같이, 앞서 언급한 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛이 설치된 고관절 탄성슈트(1)를 제작할 수 있음을 알 수 있다.

이러한 탄성슈트(1)의 착용상태에서 보조력측정부를 통해 탄성유닛에 의한 보조력을 실시간으로 측정할 수 있다. 그리고 제어부는 측정된 보조력에 기반하여 탄성조절모듈 각각을 제어하여 탄성유닛의 탄성력과 탄성선도를 조절할 수 있게 된다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:고관절 탄성슈트
31:탄성밴드
60:탄성조절모듈
61:비탄성밴드
62:일측 고정단
70:길이조절수단
71:스풀
72:모터
100:탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛
101:일측장착단
102:타측장착단

Claims

탄성유닛에 있어서,
길이방향으로 복수의 분할영역을 갖는 탄성요소; 및
상기 탄성요소의 상기 분할영역 각각에 설치되어 상기 분할영역 별로 상기 탄성요소를 부분적으로 활성화 또는 비활성화하여 상기 탄성요소의 탄성력과 탄성선도를 조절하는 복수의 탄성조절모듈;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛.
제 1항에 있어서,
상기 탄성요소는 탄성밴드로 구성되며,
상기 탄성조절모듈은,
일측단이 상기 탄성밴드의 분할영역 일측단에 고정되는 비탄성밴드와, 상기 분할영역의 타측단에 설치되어 상기 비탄성밴드의 노출길이를 조절하는 길이조절수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛.
제 2항에 있어서,
상기 비탄성밴드에 인장력이 인가되지 않는 경우 상기 분할영역에서의 상기 탄성밴드의 탄성은 활성화되고, 상기 길이조절수단에 의해 상기 비탄성밴드의 노출길이를 감소시켜 상기 비탄성밴드에 인장력이 발생되면 상기 분할영역에서의 상기 탄성밴드의 탄성은 비활성화되는 것을 특징으로 하는 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛.
제 3항에 있어서,
상기 비탄성밴드는 나일론 웨빙으로 구성되고,
상기 길이조절수단은 상기 나일론 웨빙 타측을 권취시키는 스풀과, 상기 스풀을 회전구동하기 위한 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛.
제 4항에 있어서,
상기 길이조절수단 각각의 모터의 구동을 제어하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛.
제 4항에 있어서,
비활성화된 분할영역의 개수 변화를 통해 상기 탄성유닛의 탄성력이 가변, 조절되는 것을 특징으로 하는 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛.
제 6항에 있어서,
상기 활성화된 분할영역에서, 상기 비탄성밴드의 노출길이에 따라 상기 탄성유닛의 탄성선도가 가변, 조절되는 것을 특징으로 하는 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛.
제 2항에 있어서,
특정 분할영역에 구비되는 탄성요소는 상기 탄성밴드의 탄성계수보다 작은 탄성계수를 갖는 것을 특징으로 하는 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 탄성유닛의 작동방법에 있어서,
탄성요소의 길이방향으로 인가되는 힘의 가변에 따라 탄성유닛에 탄성력이 저장, 방출되는 단계; 및
상기 탄성요소의 상기 분할영역 각각에 설치된 탄성조절모듈에 의해, 상기 분할영역 별로 상기 탄성요소를 부분적으로 활성화 또는 비활성화하여 상기 탄성요소의 탄성력과 탄성선도를 조절하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛의 작동방법.
제 9항에 있어서,
비활성화된 분할영역의 개수 변화를 통해 상기 탄성유닛의 탄성력이 가변, 조절되고,
활성화된 분할영역에서, 상기 비탄성밴드의 노출길이에 따라 상기 탄성유닛의 탄성선도가 가변, 조절되는 것을 특징으로 하는 탄성력과 탄성선도 조절이 가능한 탄성유닛의 작동방법.
제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 따른 탄성유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 고관절 탄성슈트.
제 11항에 있어서,
상기 탄성슈트의 착용상태에서 탄성유닛에 의한 보조력을 실시간으로 측정하는 보조력측정부; 및 측정된 보조력에 기반하여 탄성조절모듈 각각을 제어하여 탄성유닛의 탄성력과 탄성선도를 조절하여 상기 보조력을 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고관절 탄성슈트.