KR102501720B1 - 착용형 운반 장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시 예에 따른 착용형 운반 장치는, 사용자가 상기 착용형 운반 장치를 착용한 상태를 기준으로, 상기 사용자의 등의 길이 방향으로 연장되고, 상기 사용자의 어깨 부분에서 절곡되어 상기 사용자의 안면부까지 연장되는 상부 프레임; 및 상기 상부 프레임에 설치되고, 인출 길이를 조절 가능한 와이어를 구비하는 로프 어셈블리를 포함하고, 상기 와이어의 단부는 상기 상부 프레임 상에 탈부착 가능함으로써, 상기 상부 프레임 상의 2개 이상의 지점에서 지지할 수 있다.

Description

착용형 운반 장치{WEARABLE TRANSPORTING APPARATUS}
아래의 설명은 착용형 운반 장치에 관한 것이다.
미국 록히드 마틴 사는 착용자가 전면의 무거운 부하를 운반 시 그 부하의 무게를 지지해주는 헐트(HULC)라는 착용로봇을 개발한 바 있다. 착용로봇을 활용하여 전면의 무거운 부하를 운반하는 경우 전면부하운용장치가 착용로봇에 추가 장착되고 운반하는 부하 종류에 따라 전면부하운용장치를 교체하는 방식으로 개발되었다. 이 전면부하운용장치는 전동 릴 메커니즘을 활용하여 착용자의 전면부하 운반 의도를 힘센서로 감지하여 전면부하를 들어올리고 착용로봇이 부하 무게를 지지하는 형태로 개발되었다. 이러한 장치는 부하를 들어올리기 위한 전동 릴 메커니즘이 적용되어야 하며, 따라서 모터를 활용하기 때문에 부피, 무게, 전력소모가 커지는 단점이 있다. 또한, 포탄을 운반할 수 있는 전면부하운용장치가 있다. 이 장치는 착용로봇 등판에 장착되어 착용자 전면에 포탄을 지지하기 위한 프레임이 연결되고 프레임에 포탄과 연결되는 끝단 도구가 있다. 단, 이 장치는 전동장치가 내장되지 않고, 기구 프레임만 있다. 따라서, 이 장치는 특정한 포탄을 운반하는 용도로만 활용 가능하며, 프레임과 끝단 도구가 와이어로 연결되고 그 와이어의 길이를 착용자 체형에 맞게 조절할 수 없다는 단점이 있다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은 전동장치 없이 전면부하를 운반할 수 있게 하는 착용형 운반 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 착용형 운반 장치는, 사용자가 상기 착용형 운반 장치를 착용한 상태를 기준으로, 상기 사용자의 등의 길이 방향으로 연장되고, 상기 사용자의 어깨 부분에서 절곡되어 상기 사용자의 안면부까지 연장되는 상부 프레임; 및 상기 상부 프레임에 설치되고, 인출 길이를 조절 가능한 와이어를 구비하는 로프 어셈블리를 포함하고, 상기 와이어의 단부는 상기 상부 프레임 상에 탈부착 가능함으로써, 상기 상부 프레임 상의 2개 이상의 지점에서 지지할 수 있다.
상기 상부 프레임은, 상기 로프 어셈블리의 길이를 조절하는 길이 조절 메커니즘을 포함할 수 있다.
상기 길이 조절 메커니즘은, 원주에 오목부와 돌출부가 교번하여 배열되는 축 바퀴; 상기 축 바퀴가 수용되는 하우징; 및 상기 축 바퀴 내에 수용되는 태엽 스프링을 포함할 수 있다.
상기 태엽 스프링은, 상기 로프 어셈블리의 길이가 줄어드는 방향으로 탄성력을 제공할 수 있다.
상기 길이 조절 메커니즘은, 상기 하우징에 회전 가능하게 연결되고, 상기 축 바퀴의 회전을 제한함으로써, 상기 로프 어셈블리의 길이를 유지시킬 수 있는 스위치를 더 포함할 수 있다.
상기 스위치는, 상기 하우징에 회전 가능하게 연결되는 스위치 바디; 상기 스위치 바디로부터 돌출 형성되고, 상기 스위치 바디의 각도에 따라서 상기 축 바퀴의 회전을 구속 또는 허용 가능한 스토퍼; 상기 스토퍼가 상기 축 바퀴로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성체; 및 상기 스위치 바디가 상기 하우징에 대하여 회전되지 않도록 사용자가 조작 가능한 레버를 포함할 수 있다.
상기 로프 어셈블리는, 와이어; 상기 와이어가 관통하고, 대상물이 걸리는 걸이 유닛; 및 상기 와이어의 단부에 연결되고, 상기 걸이 유닛에 탈부착 가능한 연결 단추를 포함할 수 있다.
상기 걸이 유닛은, 상기 대상물이 연결되는 후크; 및 상기 후크의 바디부를 관통하여 형성되고, 상기 연결 단추가 통과 가능한 관통 홀을 포함할 수 있다.
상기 연결 단추는 종단면보다 횡단면이 큰 납작한 형상으로 형성되고, 상기 관통 홀은, 상기 연결 단추의 종단면보다 크고, 상기 연결 단추의 횡단면보다 작은 형상을 가질 수 있다.
상기 걸이 유닛은, 이중 지지 구조에서 상기 와이어에 걸리는 도르래를 더 포함하고, 상기 후크의 홈 부분을 통과하는 가상의 선의 길이 방향은, 상기 도르래의 회전 축에 평행할 수 있다.
상기 걸이 유닛은, 이중 지지 구조에서 상기 와이어에 걸리는 도르래를 더 포함하고, 상기 후크의 홈 부분을 통과하는 가상의 선의 길이 방향은, 상기 도르래의 회전 축에 수직하게 꼬인 위치를 가질 수 있다.
상기 걸이 유닛은, 사용자가 손가락을 걸 수 있는 고리 형태로서, 상기 걸이 유닛의 일 측에 형성된 링을 더 포함할 수 있다.
상기 상부 프레임에 연결되고, 상기 사용자의 하반신과 함께 지면에 접촉함으로써 상기 와이어에 걸리는 대상물의 하중을 지지하는 하부 프레임을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면 착용형 운반 장치는, 대상물을 사용자의 전면에서 들어올리는 상부 구조와, 상기 사용자의 하반신과 함께 지면에 접촉함으로써 상기 대상물의 하중을 지지하는 하부 구조를 포함하고, 상기 상부 구조는, 상기 대상물을 끌어당기는 와이어가 장착되는 두 개의 지점을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 사용자의 상체에 착용된 상태에서, 대상물을 와이어를 통해 들어올릴 수 있는 착용형 운반 장치는, 상기 와이어의 일측은 상기 착용형 운반 장치에서 태엽 스프링을 포함한 기어 상에 감겨 있고, 상기 와이어의 타측은 상기 착용형 운반 장치의 일 지점에 탈부착 가능할 수 있다.
일 실시 예에 따른 착용형 운반 장치에 따르면, 추가적인 전동 장치없이 대상물을 들어올린 상태로 운반할 수 있으므로, 전력 소모가 없고, 운반 장치의 경량화를 실현할 수 있다.
일 실시 예에 따른 착용형 운반 장치에 따르면, 로프의 길이 조절 기능이 있어 착용자의 체형에 따라 교체될 필요가 없는 장점이 있다.
일 실시 예에 따른 착용형 운반 장치에 따르면, 전면 부하의 크기에 따라서, 단선 지지 또는 이중 지지 형태로 전환하여 운용하는 것이 가능하고, 특히, 이중 지지 형태를 이용하면, 하중 분산을 통해 고중량의 대상물도 안정적으로 들어올릴 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 착용형 운반 장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 상부 프레임의 사시도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 상부 프레임의 측면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 길이 조절 메커니즘을 나타낸 도면이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 걸이 유닛 및 길이 조절 메커니즘을 나타낸 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 길이 조절 메커니즘의 사진이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 걸이 유닛의 사시도이다.
도 8은 일 실시 예에 따른 걸이 유닛의 사시도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 연결 단추의 사시도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 연결 단추가 걸이 유닛을 관통하여 장착되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 11는 일 실시 예에 따른 로프 어셈블리가 연결된 모습을 나타낸 도면이다.
도 12은 일 실시 예에 따른 걸이 유닛의 사시도이다.
도 13은 일 실시 예에 따른 착용형 운반 장치의 사진이다.
도 14는 일 실시 예에 따른 스위치의 동작을 나타낸 도면이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 착용형 운반 장치를 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 착용형 운반 장치(1)는 사용자의 상체에 착용된 상태에서 대상물(3)을 들어올릴 수 있다. 착용형 운반 장치(1)는, 추가적인 전동 장치없이 대상물(3)을 운반할 수 있으므로, 전력 소모가 없고, 운반 장치의 경량화를 실현할 수 있다. 또한, 착용형 운반 장치(1)는, 상부 구조를 통하여 들어올린 대상물의 하중을 하부 구조에 의하여 지지할 수 있다. 따라서, 사용자가 인력(人力)으로 들어올리기 어려운 무거운 대상물(3)을 운반할 수 있다. 예를 들어, 착용형 운반 장치(1)는 상부 프레임(11), 하부 프레임(12), 스트랩(13) 및 로프 어셈블리(14)를 포함할 수 있다. 여기서, 상부 프레임(11), 스트랩(13) 및 로프 어셈블리(14)는 "상부 구조"에 포함되고, 하부 프레임(12)은 "하부 구조"에 포함될 수 있다.
상부 프레임(11)은, 대상물(3)을 사용자의 전면에서 들어올리는 상부 구조의 일부일 수 있다. 예를 들어, 상부 프레임(11)은, 사용자가 착용형 운반 장치(1)를 착용한 상태를 기준으로, 사용자의 등의 길이 방향으로 연장되고, 사용자의 어깨 부분에서 절곡되어 사용자의 안면부까지 연장될 수 있다. 이때, 상부 프레임(11)은 대상물(3)에 연결되는 와이어(141)가 장착되는 두 개의 지점을 포함할 수 있다.
하부 프레임(12)은, 상부 프레임과 연결되고, 사용자의 하반신을 지지하고, 지면에 접촉함으로써, 대상물(3)의 하중을 지지할 수 있다. 예를 들어, 하부 프레임(12)은, 사용자의 무릎이 위치하는 높이에 조인트를 구비하여, 하부 프레임(12)이 접힐 수 있다. 이와 같은 구성에 따르면, 하부 프레임(12)은, 사용자가 대상물(3)을 들어올린 상태에서 보행하고자 할 때, 사용자의 종아리과 대퇴부 사이의 각도에 따라 유사하게 움직임으로써, 사용자의 보행을 보조할 수 있다. 하부 프레임(12)은 예를 들어, 사용자의 보행을 보조하기 위한 적어도 하나 이상의 액추에이터와, 사용자의 하지를 지지하기 위한 복수 개의 링크 구조를 구비할 수 있다. 이상의 액추에이터 및 링크 구조의 움직임을 제어함으로써, 대상물(3)의 무게가 상부 프레임(11) 및 하부 프레임(12)을 거쳐 지면 상으로 지지되게 함으로써, 사용자에게 대상물(3)의 무게가 느껴지지 않도록 할 수 있다. 복수 개의 링크 구조는 예를 들어, 사용자의 허벅지를 지지하는 허벅지 프레임과, 사용자의 정강이를 지지하는 정강이 프레임과, 사용자의 발을 지지하는 발 프레임을 포함할 수 있다. 예를 들어, 정강이 프레임 및 발 프레임은 일체로 형성될 수도 있다. 적어도 하나 이상의 액추에이터는 예를 들어, 사용자의 고관절의 운동을 보조하는 고관절 액추에이터와, 사용자의 무릎 관절의 운동을 보조하는 무릎 관절 액추에이터를 포함할 수 있다. 한편, 이는 하나의 예시에 불과하며, 반대되는 기재가 없는 이상, 하부 프레임(12)은 상부 프레임(12)(및 상부 프레임(12)에 의해 지지되는 대상물(3))의 자중이 사용자에게 직접적으로 인가되지 않도록, 상부 프레임(12) 및 지면 사이에 배치되어, 지면으로부터 상부 프레임(12)을 지지할 수 있는 구조물이라면 어떠한 형태라도 가능하다는 점을 밝혀 둔다.
스트랩(13)은, 상부 프레임(11) 상에서 이격된 두 개의 지점을 연결하는 한 쌍의 어깨끈일 수 있다. 사용자는 스트랩(13)을 어깨에 메는 방식으로 착용형 운반 장치(1)를 착용할 수 있다.
로프 어셈블리(14)는 상부 프레임(11) 내에 일 부분이 수용되고, 대상물(3)을 들어올릴 수 있다. 로프 어셈블리(14)는 상부 프레임(11)의 두 지점에 연결될 수 있다. 예를 들어, 로프 어셈블리(14)는, 와이어(141), 걸이 유닛(142) 및 연결 단추(143, 도 9참조)을 포함할 수 있다.
와이어(141)는 상부 프레임(11)에 장착될 수 있다. 와이어(141)의 일단은 상부 프레임(11) 상에서 인출/인입 가능한 구조물에 연결되고, 와이어(141)의 타단은 걸이 유닛(142) 또는 상부 프레임(11)에 장착될 수 있다.
걸이 유닛(142)은, 와이어(141)에 연결되며, 대상물(3)을 걸 수 있도록 후크 형태로 형성될 수 있다.
도 2는 일 실시 예에 따른 상부 프레임의 사시도이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 상부 프레임의 측면도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 길이 조절 메커니즘을 나타낸 도면이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 걸이 유닛 및 길이 조절 메커니즘을 나타낸 도면이고, 도 6은 일 실시 예에 따른 길이 조절 메커니즘의 사진이다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 상부 프레임(11)은, 연결부(111), 암부(112), 길이 조절 메커니즘(113), 장착부(115) 및 스위치(116)를 포함할 수 있다.
연결부(111)는, 하부 프레임(12)에 연결됨으로써, 대상물(3)의 하중을 지면에 의하여 지지될 수 있도록 할 수 있다.
암부(112)는, 사용자가 스트랩(13)을 어께에 멘 상태에서 착용형 운반 장치(1)를 통해 대상물(3)을 사용자의 전방에서 들어올릴 수 있도록 사용자의 등의 길이 방향으로 연장되고 사용자의 어깨 부분에서 절곡될 수 있다.
길이 조절 메커니즘(113)은 로프 어셈블리(14)의 길이를 조절할 수 있다. 예를 들어, 길이 조절 메커니즘(113)은, 하우징(1131), 축 바퀴(1132) 및 태엽 스프링(1133)을 포함할 수 있다.
축 바퀴(1132)는, 예를 들어, 원주에 오목부(11321)와 돌출부(11322)가 교번하여 배열될 수 있다. 이와 같은 오목부(11321) 및 돌출부(11322)의 구조에 의하면, 후술할 스토퍼(1164)와 간섭됨으로써, 축 바퀴(1132)가 회전되지 못하도록 구속시킬 수 있다. 축 바퀴(1132)가 회전하면, 와이어(141)가 축 바퀴(1132)의 회전 방향으로 감아지거나 풀어질 수 있다.
하우징(1131)은, 축 바퀴(1132)를 수용할 수 있다. 예를 들어, 하우징(1131)은 후술할 고정 돌기(1165)가 삽입될 수 있는 고정 홈(11311)을 포함할 수 있다.
태엽 스프링(1133)은, 축 바퀴(1132) 내에 수용될 수 있다. 예를 들어, 태엽 스프링(1133)은, 초기 상태에서 로프 어셈블리(14)의 길이가 최소가 되도록 배치될수 있다. 다시 말하면, 태엽 스프링(1133)은, 로프 어셈블리(14)를 당기는 방향으로 탄성력을 제공하고, 로프 어셈블리(14)의 길이가 신장될 때, 탄성 위치 에너지가 높아질 수 있다. 태엽 스프링(1133)의 탄성력에 의하여, 와이어(141)가 감길 수 있으므로, 로프 어셈블리(14)에 대상물(3)이 연결되지 않은 상태에서, 로프 어셈블리(14)의 길이가 최소인 상태를 유지할 수 있다.
장착부(115)에는, 로프 어셈블리(14)의 일측이 장착될 수 있다. 예를 들어, 장착부(115)는 장착 홀(1151)을 포함할 수 있다.
장착 홀(1151)에는 후술할 연결 단추(143)가 탈부착 가능하게 결합됨으로써, 이중 지지 구조를 구현할 수 있다(도 13 참조).
스위치(116)는, 하우징(1131)에 회전 가능하게 연결될 수 있고, 길이 조절 메커니즘(113)의 동작을 제한함으로써, 로프 어셈블리(14)의 길이를 유지시킬 수 있다. 예를 들어, 스위치(116)는, 스위치 바디(1162), 레버(1161), 탄성체(1163), 스토퍼(1164) 및 고정 돌기(1165)를 포함할 수 있다.
스위치 바디(1162)는, 하우징(1131)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.
레버(1161)는, 사용자가 조작하는 부분으로써, 사용자는 레버(1161)를 조작함으로써, 스위치 바디(1162)가 하우징(1131)에 대하여 회전 되지 않도록 고정시킬 수 있다. 레버(1161)는 스위치 바디(1162)에 대하여 상대적으로 이동(예: 슬라이딩) 가능하게 설치되고, 하우징(1131)의 외부로 돌출되도록 배치될 수 있다.
스토퍼(1164)는, 스위치 바디(1162)로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 스위치(116)가 눌린 상태에서 스토퍼(1164)는 오목부(11321)에 위치하고, 돌출부(11322)에 걸릴 수 있다. 스토퍼(1164)는, 스위치 바디(1162)의 움직임에 연동하여 함께 움직일 수 있다. 예를 들어, 스토퍼(1164)는 스위치 바디(1162)와 일체로 형성될 수 있다.
탄성체(1163)는 하우징(1131)과 스위치 바디(1162) 사이에 배치되고, 스토퍼(1164)가 축 바퀴(1132)로부터 멀어지는 방향으로 탄성 복원력을 제공할 수 있다. 탄성체(1163)에 의하면, 고정 돌기(1165)가 고정 홈(11311)으로부터 이탈되도록 레버(1161)를 조작할 때, 스토퍼(1164)가 축 바퀴(1132)로부터 멀어지는 방향으로 이동하고, 축 바퀴(1132)는, 로프 어셈블리(14)의 전체 길이가 짧아지는 방향으로 회전될 수 있다.
고정 돌기(1164)는, 고정 홈(11311)에 삽입됨으로써, 스위치 바디(1162)가 하우징(1131)에 대하여 회전하지 않도록 구속시킬 수 있다. 고정 돌기(1164)는, 레버(1161)의 움직임에 연동하여 함께 움직일 수 있다. 고정 돌기(1164)는, 레버(1161)의 동작에 따라서, 고정 홈(11311)으로부터 이탈되거나(도 4 참조), 스위치 바디(1162)로부터 돌출되어 고정 홈(11311)에 삽입될 수 있다(도 5 참조).
도 7 및 도 8은 일 실시 예에 따른 걸이 유닛의 사시도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 걸이 유닛(142)은, 후크(1421), 링(1422) 및 도르래(1423)를 포함할 수 있다.
후크(1421)에는 대상물(3)이 연결될 수 있다. 일 예로, 도 7에 도시된 것처럼, 후크(1421)의 홈 부분을 통과하는 가상의 선의 길이 방향은, 도르래(1423)의 회전 축에 평행할 수 있다. 이하 도 7을 기준으로 설명하지만 이는 하나의 예시에 불과하며, 도 12를 통해 후술하는 것처럼 후크(2421)의 홈 부분을 통과하는 가상의 선의 길이 방향은, 도르래(2423)의 회전 축에 수직하게 꼬인 위치를 가질 수도 있다는 점을 밝혀 둔다. 예를 들어, 후크(1421)는, 관통 홀(14211) 및 안착 홈(14212)을 포함할 수 있다.
관통 홀(14211)은, 후크(1421)의 바디부를 관통하여 형성된 구멍일 수 있다. 와이어(141)가 연결된 연결 단추(143)는, 관통 홀(14211)을 따라서 후크(1421)의 바디부를 통과할 수 있다. 다시 말하면, 연결 단추(143)는 후크(1421)의 바디부의 일면을 통과하여 타면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 연결 단추(143)는 종단면보다 횡단면이 큰 납작한 형상으로 형성되고, 관통 홀(14211)은, 연결 단추(143)의 종단면보다 크고, 횡단면보다 작은 형상을 가짐으로써, 연결 단추(143)가 종단면 방향으로는 통과되면서, 횡단면 방향으로는 통과되지 않도록 할 수 있다. 이상의 구조에 의하면 도 10을 통해 후술하는 것처럼 동일한 걸이 유닛(142)을 이용하여, 단선 지지 구조 또는 이중 지지 구조 형태로 전환하여 운용하는 것이 가능하다.
안착 홈(14212)은 관통 홀(14211)과 연통되고, 후크(1421)의 바디부의 타면에 함몰 형성됨으로써, 연결 단추(143)가 안정적으로 안착되는 공간을 제공할 수 있다. 예를 들어, 안착 홈(14212)은 연결 단추(143)의 형상과 형합하도록 함몰될 수 있다.
도르래(1423)는 이중 지지 구조에 있어서, 와이어(141)가 걸리는 부분으로써, 와이어(141)는 도르래(1423) 및 관통 홀(14211) 사이로 통과되도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 도르래(1423)는, 와이어(141)와의 사이에서 발생되는 마찰력을 줄여줄 수 있도록, 후크(1421)의 바디부에 대하여 회전 가능하게 설치될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하면, 걸이 유닛(142) 및 와이어(141)가 접촉하는 면의 마모를 줄여줄 수 있다.
링(1422)은, 사용자가 손가락을 걸 수 있는 고리 형태로서, 걸이 유닛(142)의 일 측에 형성될 수 있다. 사용자는 링(1422)에 손가락을 걸이 유닛(142)을 손쉽게 잡아당길 수 있다. 링(1422)은 생략될 수도 있다는 점을 밝혀 둔다.
도 9는 일 실시 예에 따른 연결 단추의 사시도이다.
도 9를 참조하면, 연결 단추(143)는 와이어(141)의 단부가 고정되는 부분으로써, 단선 지지 구조에서, 와이어(141)를 걸이 유닛(142)에 고정시킬 수 있고, 이중 지지 구조에서, 와이어(141)를 장착부(115)에 고정시킬 수 있다. 연결 단추(143)는, 양 옆이 편평한 코인 형상으로 도시되었으나, 이에 한정되지 않고 완전한 구 형상이 아닌 한 다양한 형상일 수 있다. 예를 들어, 연결 단추(143)는 종단면보다 횡단면이 큰 납작한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 연결 단추(143)는 와이어 고정 홀(1431)을 포함할 수 있다.
와이어 고정 홀(1431)은, 하나 또는 복수 개로 형성될 수 있으며, 와이어(141)보다 직경이 더 클 수 있다. 예를 들어, 와이어 고정 홀(1431)의 내면에는 마찰 계수가 큰 재질의 코팅이 형성되어 있을 수 있으며, 와이어(141)를 클램핑할 수 있는 돌기가 구비될 수도 있다.
도 10는 일 실시 예에 따른 연결 단추가 걸이 유닛을 관통하여 장착되는 과정을 나타낸 도면이다. 도 10의 첫번째 도면은 단선 지지 구조에서의 걸이 유닛의 형태를 도시한 것이고, 도 10의 네번째 도면은 이중 지지 구조에서의 걸이 유닛의 형태를 도시한 것으로 이해할 수 있다.
도 10을 참조하면, 먼저 첫번째 도면처럼, 와이어(141)가 연결 단추(143)를 관통하여 연결되어, 와이어(141)의 단부에 연결 단추(143)가 배치될 수 있다. 이와 같은 상태에서는 걸이 유닛을 이용하여 단선 지지 구조로 비교적 무겁지 않은 전면 하중을 운반할 수 있다. 이와 같은 경우, 도 1에 도시되는 바와 달리, 사용자의 상체의 측방으로 와이어가 지나가지 않게 되므로, 사용자의 움직임이 보다 자유로울 수 있다.
한편, 단선 지지 구조에서 이중 지지 구조로 전환하기 위하여는, 두번째 도면에 도시된 것처럼, 연결 단추(143)가 안착 홈(14212)으로부터 이탈되도록 잡아당긴 상태에서, 세번째 도면에 도시된 것처럼, 연결 단추(143)가 관통 홀(14211)을 통과할 수 있도록 연결 단추(143)의 자세를 조절하고, 관통 홀(14211)을 통하여 연결 단추(143)를 통과시킬 수 있다. 가 관통 홀(14211)을 통과함으로써, 와이어(141)를 걸이 유닛(142)에 꿸 수 있다.
네번째 도면에 도시된 것처럼, 와이어(141)가 도르래(1423) 및 관통 홀(14211) 사이를 통과하도록, 즉, 와이어(141)가 도르래(1423)에 걸리도록 한 상태에서, 연결 단추(143)를 상술한 장착 홀(1151)에 끼울 수 있다. 이와 같은 상태에서 후크(1421)를 대상물(3)에 걸게 되면 이중 지지 구조로 비교적 무거운 전면 하중도 안정적으로 운반할 수 있게 된다. 이중 지지 구조에 대하여 도 11을 통하여 보다 구체적으로 표현한다.
도 11은 일 실시 예에 따른 로프 어셈블리가 연결된 모습을 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 길이 조절 메커니즘(113) 내에 수용된 와이어(141)는 후크(1421) 및 도르래(1423) 사이의 공간을 관통하여 장착부(115)에 장착될 수 있다. 이와 같이 와이어(141)가 상부 구조의 양측(예: 길이 조절 메커니즘(113) 및 장착부(115))에 연결됨으로써, 이중 지지 구조가 형성될 수 있다. 다시 말하면, 와이어(141)가 상부 프레임(11)의 두 개의 지점에 장착될 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 걸이 유닛의 사시도이고, 도 13은 일 실시 예에 따른 착용형 운반 장치의 사진이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 착용형 운반 장치(2)는, 상부 프레임(11), 하부 프레임(12), 스트랩(13) 및 로프 어셈블리(24)를 포함할 수 있다. 걸이 유닛(242)은, 후크(2421) 및 도르래(2423)를 포함할 수 있다.
예를 들어 도시된 바와 같이, 후크(2421)의 홈 부분을 통과하는 가상의 선의 길이 방향은, 도르래(2423)의 회전 축에 수직하게 꼬인 위치를 가질 수 있다. 이와 같은 구성에 따르면, 도 13에 도시된 형태처럼 양측에 손잡이가 달린 형태의 전면 부하에 걸이 유닛(242)에 건 상태로 이중 지지 구조로 운반함에 있어서, 걸이 유닛(242)이 와이어(141)에 대하여 부드럽게 움직일 수 있으므로, 사용 편의성 및 안정성이 향상될 수 있다.
도 14는 일 실시 예에 따른 스위치의 동작을 나타낸 도면이다.
도 14를 참조하면, 스위치(116)는, 하우징(1131)에 회전 가능하게 연결됨으로써, 스위치(116)의 상태에 따라서 축 바퀴(1132)의 회전을 허용 또는 제한할 수 있다. 축 바퀴(1132)는 태엽 스프링의 탄성력에 의하여 와이어(141)를 감는 방향으로 회전할 수 있다. 와이어(141)가 감김에 따라서 사용자의 체형이나, 대상물(3)의 크기에 적합하게, 로프 어셈블리(14)의 전체 길이가 적절하게 조절된 상태에서, 사용자는 스토퍼(1164)가 축 바퀴(1132)의 회전을 구속하도록 스위치 바디(1162)를 회전시킨 상태에서, 레버(1161)를 잠금 방향으로 조작할 수 있다.
사용자가 레버(1161)를 잠금 방향으로 조작하면, 고정 돌기(1165)가 돌출되면서 고정 홈(11311)에 형합할 수 있다. 고정 돌기(1165)가 고정 홈(11311)에 형합하면, 스토퍼(1164)가 축 바퀴(1132)를 회전하지 않도록 구속한 상태를 유지할 수 있다.
사용자가 레버(1161)를 해제 방향으로 조작하면, 고정 돌기(1165)가 고정 홈(11311)으로부터 인출되면서, 탄성체(1163)에 의해 스위치 바디(1162) 및 스토퍼(1164)는 축 바퀴(1132)로부터 멀어지는 방향으로 회전될 수 있다. 이와 같은 상태에서, 태엽 스프링의 복원력에 의해 로프 어셈블리(14)의 전체 길이는 줄어드는 방향의 장력을 받게 되고, 걸이 유닛(142)에 대상물(3)이 연결되지 않은 경우라면, 로프 어셈블리(14)의 전체 길이가 최소인 초기 상태로 복원될 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (15)

  1. 착용형 운반 장치에 있어서,
    사용자가 상기 착용형 운반 장치를 착용한 상태를 기준으로, 상기 사용자의 등의 길이 방향으로 연장되고, 상기 사용자의 어깨 부분에서 절곡되어 상기 사용자의 안면부까지 연장되는 상부 프레임;
    상기 상부 프레임에 설치되고, 인출 길이를 조절 가능한 와이어를 구비하는 로프 어셈블리; 및
    상기 상부 프레임에 연결되고, 상기 사용자의 하반신과 함께 지면에 접촉함으로써 상기 와이어에 걸리는 대상물의 하중을 지지하는 하부 프레임을 포함하고,
    상기 로프 어셈블리는,
    상기 와이어;
    상기 와이어가 관통하고, 대상물이 걸리는 걸이 유닛; 및
    상기 와이어의 단부에 연결되고, 상기 걸이 유닛에 탈부착 가능한 연결 단추를 포함하고,
    상기 와이어의 일측은 상기 상부 프레임 상에서 인출 또는 인입 가능한 구조물에 연결되고, 상기 와이어의 타측은 상기 상부 프레임 상에 탈부착 가능함으로써, 대상물은 상기 걸이 유닛에 걸린 상태에서 상기 와이어에 의하여 들어올려지고 상기 상부 프레임 상의 2개의 지점에서 이중 지지 가능한 것을 특징으로 하는 착용형 운반 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 상부 프레임은,
    상기 로프 어셈블리의 길이를 조절하는 길이 조절 메커니즘을 포함하는 착용형 운반 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 길이 조절 메커니즘은,
    원주에 오목부와 돌출부가 교번하여 배열되는 축 바퀴;
    상기 축 바퀴가 수용되는 하우징; 및
    상기 축 바퀴 내에 수용되는 태엽 스프링을 포함하는 착용형 운반 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 태엽 스프링은, 상기 로프 어셈블리의 길이가 줄어드는 방향으로 탄성력을 제공하는 것을 특징으로 하는 착용형 운반 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 길이 조절 메커니즘은,
    상기 하우징에 회전 가능하게 연결되고, 상기 축 바퀴의 회전을 제한함으로써, 상기 로프 어셈블리의 길이를 유지시킬 수 있는 스위치를 더 포함하는 착용형 운반 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 스위치는,
    상기 하우징에 회전 가능하게 연결되는 스위치 바디;
    상기 스위치 바디로부터 돌출 형성되고, 상기 스위치 바디의 각도에 따라서 상기 축 바퀴의 회전을 구속 또는 허용 가능한 스토퍼;
    상기 스토퍼가 상기 축 바퀴로부터 멀어지는 방향으로 탄성력을 제공하는 탄성체; 및
    상기 스위치 바디가 상기 하우징에 대하여 회전되지 않도록 사용자가 조작 가능한 레버를 포함하는 착용형 운반 장치.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 걸이 유닛은,
    상기 대상물이 연결되는 후크; 및
    상기 후크의 바디부를 관통하여 형성되고, 상기 연결 단추가 통과 가능한 관통 홀을 포함하는 착용형 운반 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 연결 단추는 종단면보다 횡단면이 큰 납작한 형상으로 형성되고,
    상기 관통 홀은, 상기 연결 단추의 종단면보다 크고, 상기 연결 단추의 횡단면보다 작은 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 착용형 운반 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 걸이 유닛은, 이중 지지 구조에서 상기 와이어에 걸리는 도르래를 더 포함하고,
    상기 후크의 홈 부분을 통과하는 가상의 선의 길이 방향은, 상기 도르래의 회전 축에 평행한 것을 특징으로 하는 착용형 운반 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 걸이 유닛은, 이중 지지 구조에서 상기 와이어에 걸리는 도르래를 더 포함하고,
    상기 후크의 홈 부분을 통과하는 가상의 선의 길이 방향은, 상기 도르래의 회전 축에 수직하게 꼬인 위치를 가지는 것을 특징으로 하는 착용형 운반 장치.
  12. 제 8 항에 있어서,
    상기 걸이 유닛은,
    사용자가 손가락을 걸 수 있는 고리 형태로서, 상기 걸이 유닛의 일 측에 형성된 링을 더 포함하는 착용형 운반 장치.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 착용형 운반 장치는,
    상기 사용자의 상체에 착용된 상태에서, 대상물을 상기 와이어를 통해 들어올릴 수 있고,
    상기 와이어의 일측은 상기 착용형 운반 장치에서 태엽 스프링을 포함한 기어 상에 감겨 있고, 상기 와이어의 타측은 상기 착용형 운반 장치의 일 지점에 탈부착 가능한 것을 특징으로 하는 착용형 운반 장치.
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KR102151230B1 (ko) * 2019-09-05 2020-09-02 엘아이지넥스원 주식회사 착용 로봇의 풀리 멈춤형 와이어 길이 조절장치 및 이를 포함하는 착용 로봇

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