KR102517761B1 - 유아 캐리어 또는 물품운송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 유아 또는 물품을 지지하는 지지부와, 다리 형태로서 상부에서 상기 지지부와 양방향에서 연결되고 하부의 바닥면 과 연결하는 다리부와, 상기 다리부의 상부에서 상기 지지부와 양방향에서 연결되고 사용자의 이동 상태에 맞게 상기 지지부 상의 상기 유아의 체중 또는 물품의 하중을 분산시키면서 사용자 이동 상태에 맞추어 각도를 조절하여 이동을 손쉽게 하는 이동 보조부와, 무릎 형태로, 일측면은 상부의 이동 보조부와 결합하여 이동 상태에 맞게 각도 조절이 가능하고, 타측면은 하부의 다리부와 결합하는 무릎 관절부와, 상기 다리부의 일측면과 결합되고 타측면은 상기 바닥면에 안정되게 지지하는 바닥면 접촉부를 포함하는 유아 캐리어 또는 물품운송장치를 제공한다.

Description

유아 캐리어 또는 물품운송장치{transporter for goods and carrier for child}

본 발명은 유아 캐리어 또는 물품 운송장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자의 다리 또는 허벅지 등에 기댄 상태에서 유아를 지지하면서 자유롭게 이동할 수 있거나 택배용 등 무거운 물건을 운송할 수 있는 유아 캐리어 또는 물품운송장치에 관한 것이다.

일반적으로 유아용 캐리어는 걸음마를 하지 못하거나 어린 유아들과 외출할 때, 유아를 보다 편리하고 안전하게 데리고 다니면서 돌보기 위해 사용된다.

이러한 유아용 캐리어는 사용자의 상체에 착용한 상태에서, 유아를 가슴 쪽 또는 등쪽에 위치시켜 지지할 수 있도록 구성된다.

그러나, 종래 기술의 유아용 캐리어는 대부분 벨트 등을 통해 사용자의 어깨에 메거나 허리 등 상체에 착용할 수 있도록 구성되어 있기 때문에 유아의 체중이 사용자의 상체에 그대로 전달된다.

최근 이러한 문제점을 개선하기 위해 허리끈과 어깨끈을 메서 아기를 안을 수 있는 아기띠와 아기 엉덩이를 걸쳐서 앉힐 수 있는 힙 시트의 2가지 기능을 모두 갖춘 형태가 출시되고 있으나, 그럼에도 불구하고 여전히 사용자의 척추에 상당히 무리가 따르게 되어 유아 돌봄이 쉽지 않은 문제점이 있다.

게다가, 이러한 문제를 일부 개선한 유아 캐리어 또는 물품운송장치에 있어서도 사용자가 정지해 있는 상태에 적합한 형태가 많고 사용자의 이동시에는 유아 캐리어 또는 물품운송장치의 무게에 따른 불편함이 있다.

이에 착용형 메카니즘으로 유아용 캐리어로서 활용될 수 뿐만아니라 택배용 물건 운반 등 다양한 용도에 활용할 수 있는 휴대용 운송장치가 요구된다.

한국 등록특허 제10-1829876호 미국 공개특허 US2018/00020843 A1

본 발명은 상기한 요구를 반영한 것으로서, 착용형으로 사용자의 다리 또는 허벅지 등에 기댄 상태에서 유아를 지지하면서 자유롭게 이동할 수 있거나 택배용 등 무거운 물건을 운송할 수 있는 유아 캐리어 또는 물품운송장치를 제공함에 그 목적이 있다.

게다가, 캠구조로 별도의 모터 구비없이도 유아체중 또는 물품의 무게를 지지하면서도 사용자의 이동시에도 큰 무리없이 손쉽게 이동할 있어 사용자 편의성을 제공하는 유아 캐리어 또는 물품운송장치를 제공하는 데 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 유아 또는 물품을 지지하는 지지부와, 다리 형태로서 상부에서 상기 지지부와 양방향에서 연결되고 하부의 바닥면 과 연결하는 다리부와, 상기 다리부의 상부에서 상기 지지부와 양방향에서 연결되고 사용자의 이동 상태에 맞게 상기 지지부 상의 상기 유아의 체중 또는 물품의 하중을 분산시키면서 사용자 이동 상태에 맞추어 각도를 조절하여 이동을 손쉽게 하는 이동 보조부와, 무릎 형태로, 일측면은 상부의 이동 보조부와 결합하여 이동 상태에 맞게 각도 조절이 가능하고, 타측면은 하부의 다리부와 결합하는 무릎 관절부와, 상기 다리부의 일측면과 결합되고 타측면은 상기 바닥면에 안정되게 지지하는 바닥면 접촉부를 포함하는 유아 캐리어 또는 물품운송장치를 제공한다.

또한, 상기 이동 보조부는, 상부에서 상기 지지부와 양방향에서 연결되는 연결부와; 상기 연결부와 양측에서 연결되어 지지하면서 회전운동을 왕복운동으로 변환하는 제1 및 제2 캠구조와; 사용자의 이동상태에 따라 상기 캠구조의 소정 각도 회전 운동에 따라 상기 중력방향으로 왕복운동하는 제1 및 제2 캠구조의 팔로워(follower)를; 포함할 수 있다.

상기 제1 및 제2 캠구조의 팔로워는, 상기 제1 및 제2 캠구조와 연결되어 지지하는 외부 하우징으로서 제1 및 제2 실린더 케이스와; 상기 다리 구조의 일부이며 로드 형태로서 상기 제1 및 제2 실린더 케이스 내에서 상하 이동하는 제1 및 제2 피스톤로드부와; 상기 제1 및 제2 실린더 케이스 내에 형성되어 상기 제1 및 제2 피스톤로드부를 외주면에서 커버하고 변위를 조절하면서 상기 제1 및 제2 실린더 케이스와 상기 제1 및 제2 피스톤로드부의 캠팔로워 운동의 반대방향으로 회복력을 제공하는 제1 및 제2 스프링부를 포함할 수 있다.

또한, 상기 캠구조는 반구 형태인 것을 특징으로 한다.

또한, 하부에서 상기 연결부와 연결되고 상부에서 상기 지지부와 연결되어 지지하고 상기 지지부를 이동시에도 수평축을 유지하게 하는 시트회전부를 더 포함할 수 있다.

또한, 일측면은 상기 연결부와 연결되어 지지하면서 실린더 케이스 내에서 상하 이동하는 피스톤로드부를 더 포함하고, 상기 피스톤로드부는 외주면에 상기 지지부의 하중을 완충하는 상기 스프링으로 커버되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 다리부는, 일측면은 상기 지지부와 연결되어 지지하면서 타측면은 상기 무릎형 무게 가변부와 연결되는 제1 로드와, 동심원으로 상기 제1 로드를 내장하여 커버하는 외부 하우징으로서 제2 로드와, 상기 제1 로드의 일측에 형성된 핀과, 상기 제2 로드의 내부에 결합되는 코일 스프링을 포함할 수 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.

본 발명은, 유아 캐리어 또는 물품운송장치를 착용한 상태에서 이동 보조부를 통해 유아 체중 또는 물품 하중과 같이 상당한 무게를 지지한 상태에서 보행하거나 주행시에 사용자의 이동상태에 맞추어 상기 유아 체중 또는 물품 하중을 중력방향으로 힘을 전달하여 분산시켜주므로, 사용자 이동시에 대략 10kg 이상의 무게 부담을 줄여주어 사용자 편의성을 제공하다.

또한, 유아 체중 또는 물품 하중을 지지하면서 사용자의 상체가 아니라 장치로 전달되게 하여 사용자의 허리 통증을 예방할 수 있고 사용자의 척추 휨 또는 척추 만곡 등을 예방할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)를 나타낸 개략도이다.
도 2 내지 도 12는 도 1의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)에서 이동 보조부를 이용하여 주행 상태를 위주로 나타낸 도면이다.
도 13 및 도 14는 도 1의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)에서 무릎 관절부(130)의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 15 및 도 16은 도 1의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)에서 다리부(150)의 일 실시예를 나타낸 도면이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)를 나타낸 도면으로서, 각각 도 1a는 사용자와 유아 캐리어 또는 물품운송장치를 함께 나타낸 사시도이며, 도 1b는 도 1a에서 유아 캐리어 또는 물품운송장치만의 사시도이다. 도 2 내지 도 6는 도 1의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)에서 이동 보조부(120)를 이용하여 주행 상태를 설명하는 도면이다. 여기서, 도시된 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)는 전체 장치의 기본 구조 또는 뼈대 구조를 나타낸 것으로, 이를 커버하는 외부 하우징이 추가되어 심미감 또는 장식적인 디자인이 추가될 수 있으며, 이에 대해서는 생략하고 기본 구조 위주로 설명한다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)는, 유아의 다리 또는 엉덩이 부분 등 유아의 신체 일부(주로 유아 엉덩이)를 위치시켜 지지하거나 택배용 물품 등 운반하고자 하는 물품을 지지하는 지지부(110)와, 상기 지지부(110)와 좌우측의 양방향에서 연결되고 사용자의 이동 상태에 맞게 상기 지지부(110)상의 상기 유아의 체중 또는 물품의 하중을 분산시키면서 보행 또는 주행 상태에 맞추어 각도를 조절하여 이동을 손쉽게 하는 이동 보조부(120)와, 상기 이동 보조부(120)와 연결되고 바닥면 접촉부(140)와 연결되며 전체적으로 다리 형태로서 최상부의 지지부(110)와 최하부의 바닥면 지지부(140)을연결하는 다리부(150)를 구비한다.

이때, 상기 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)는 착용형 메카니즘으로, 착용 형태는 다양한 형태로 구성된다. 가령, 다리부(150)에는 하우징으로 제1 정강이 지지대(미도시) 또는 제2 정강이 지지대(미도시)를 형성할 수 있다. 또한, 제1 정강이 지지대는 상하 이동이 가능하게 상부의 허벅지에서의 지지대로 활용할 수 있게 할 수 있으며, 끈 또는 조임 벨트를 통해 정강이 또는 허벅지에 상기 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)와 연결되게 할 수 있다.

다리부(150)는 전체적으로 다리 형태로서 좌우측에 2개 대칭적으로 한쌍으로 형성되고, 최하부의 바닥면 지지부(140)와 연결되어 바닥면에 지지되게 하고 최상부에서 유아 체중 또는 물품 하중을 지지하는 지지부(110)와 연결된다. 이때, 다리부(150)는 뼈대 형태의 연결구조이며, 봉타입 구조물로서 로드(lod)로 구성되는 지지구조이므로 금속 또는 강성이 있는 플라스틱 등의 재질이 사용될 수 있다.

또한, 다리부(150)는 상기 지지부(110)를 통해 상부의 유아체중 또는 물품 하중을 지지하면서 하부의 바닥면 접촉부(140)로 유아 체중 또는 물품 하중이 받는 힘을 바닥면으로 전달하여 분산시킬 수 있게 하여 손쉽게 안정적인 지지구조를 형성할 수 있다.

또한, 다리부(150)는 길이조절이 가능하다, 즉, 사용자가 앉거나 서는 상태에 따라, 서서 상태를 유지할 때는 사용자의 키높이에 맞게 또는 사용자의 허벅지, 엉덩이, 허리 등의 지지하는 신체 일부의 높이에 따른 길이 조절이 필요하다. 또한, 사용자 앉을 때에도 높낮이에 맞게 길이 조절이 필요하다. 또한, 다리부(150)는 충격을 흡수할 수 있게 탄성 구조물로 구현될 수 있다.

또한, 다리부(150)는 상부에서 상기 지지부(110)와 좌우측의 양방향에서 연결되고 착용형으로 사용자의 이동 상태에 맞게 상기 지지부(110)상의 유아의 체중 또는 물품의 하중을 분산시키면서 보행 또는 주행 상태에 맞추어 각도를 조절하여 이동을 손쉽게 하는 이동 보조부(120)가 형성된다. 이때, 본 발명에 따른 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)는 착용형 구조로서 상기 이동 보조부(120)를 통해 유아 체중 또는 물품 하중과 같이 상당한 무게를 지지한 상태에서 보행하거나 주행시에 사용자의 이동상태에 맞추어 상기 유아 체중 또는 물품 하중을 분산시켜주므로, 사용자 이동시에 대략 10kg 이상의 무게 부담(유아 체중 또는 물품 하중의 무게)을 줄여준다. 이에 대해서는 도 2 내지 도 6을 참조하여 자세히 설명한다.

또한, 무릎 형태로, 일측면은 상부의 이동 보조부(120)와 결합하여 이동 상태에 맞게 각도 조절이 가능하고, 타측면은 하부의 다리부(150)와 결합하는 무릎 관절부(130)를 포함한다. 즉, 상부의 이동 보조부(120)와 하부의 다리부(150)는 무릎형 무릎 관절부(130)를 통해 연결된다.

또한, 상기 다리부(150)의 일측면과 결합되어 지면 등 바닥면에 접촉되고 상기 바닥면에 안정되게 지지하는 바닥면 접촉부(140)를 구비한다. 이때, 바닥면 접촉부(140)은, 하부의 바닥판(141)과, 상기 다리부(150)와 상기 바닥판(141)의 연결부에는 발목 관절부(142)가 더 구비될 수 있다. 또한, 상기 발목 관절부(142)는 상기 바닥판(141)을 지면에서 소정 각도 회전가능하여 상하 또는 좌우 이동로 자유롭게 이동하게 한다. 또한, 바닥면 접촉부(140)는 사용자의 발을 지지하는 발판 구조로 형성할 수 있다. 그 외 아치형 구조 등으로 형성하여 다리부(150)가 전달하는 유아 체중 또는 물품 하중의 힘을 분산시킬 수 있게 한다.

또한, 지지부(110)는 유아용 캐리어로 구성할 경우에는 아기가 올려진 상태에서 아기를 지지할 수 있도록 이루어진 부분으로서, 아기의 다리가 올려질 수 있는 판형 구조를 비롯하여 아기가 앉을 수 있는 의자 구조까지 실시 조건에 따라 다양하게 변형하여 구성할 수 있다. 또한, 지지부(110)는 아기가 발, 엉덩이 등 신체가 닿는 부분에 쿠션 소재 또는 이와 유사한 구조물을 추가하여 구성할 수 있다. 또한, 지지부(110)는 아기가 떨어지지 않도록 벨트 등으로 이루어져 아기에게 착용시킬 수 있는 안전 착용물을 추가로 구성하는 것도 가능하다. 또한, 지지부(110)가 물품 운반용인 경우에는 물품 운반시 낙하를 방지하도록 전체를 둘러싸는 테두리를 형성하거나, 부가적으로 물품을 지지부에 고정할 수 있는 끈 묶음 구조 또는 물품 운반용 박스 구조물 등이 더 부가될 수 있다. 이러한 지지부(110)는 기본적으로 하중을 지지하고 전달할 수 있는 경질의 합성수지 또는 경량의 금속 소재 등으로 구성할 수 있고, 주로 유아의 엉덩이 또는 사용자의 엉덩이 또는 허리에 닿는 부분에는 쿠션 소재가 추가되어 구성되는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)를 구성하는 주요 구성 부분을 상세히 설명한다.

도 2는 도 1의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)를 나타낸 정면도이고, 도 3은 도 2의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)에서 이동 보조부(120)를 확대하여 나타낸 상세도이고, 도 4는 도 3의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)에서 이동 보조부(120)에서 스프링부(125)를 제거한 상태에서의 부분 상세도이다.

도 5a 내지 도 5c는 도 3의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)에서 사용자 이동 상태에 따라 이동 보조부(120)와 시트회전부(123)의 변위가 변하는 과정을 나타낸 도면이다.

도 6 내지 도 12는 도 3의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)에서 이동보조부(120)가 사용자 이동 상태에 따라 각도 조절하는 시뮬레이션 과정을 캡쳐한 화면이다.

도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 이동 보조부(120)는 하부에서 양측면의 다리부(150)와 연결되고 상부에서 지지부(110)와 연결되는 '┌┐' 형태의 연결부(124)와, 하부에서 상기 연결부(124)와 연결되고 상부에서 상기 지지부(110)와 연결되어 지지하고 상기 지지부(110)를 회전가능하게 하는 시트회전부(123)를 구비한다. 이때, 시트 회전부(123)는 볼조인트 형태로 구현하여 상하 방향의 이동시에도 수평축을 유지하게 할 수 있다. 또한, 볼조인트는 지지부(110)와 연결되는 연결관의 끝에 볼부분을 만들어 케이싱으로 싸고, 그 틈새를 개스킷으로 밀봉한 것으로서, 볼부분이 케이싱내에서 자유롭게 회전할 수 있게 한다. 또한, 시트 회전부(123)는 지지부(110) 사용시에는 수평(90도)으로 펼칠 수 있고 미사용시에는 접어서 수직 상태(0도)로 유지하여 0 ~ 90도 범위에서 힌지축을 이용하여 소정각도로 유지할 수 있다. 또한, 시트 회전부(123)에는 다자유도 시트(110)가 전후방 및 상하좌우로 회전한 상태에서 아래쪽으로는 더 회전하지 않도록 걸림 기능을 하는 스토퍼 구조물(미도시)이 더 구비될 수 있으며, 더 이상 회전하지 않도록 하는 스토퍼 구조물은 널리 공지된 구성으로 이에 대한 도면 예시 및 설명은 생략한다.

또한, 일측면은 상기 연결부(124)와 연결되어 지지하면서 실린더 케이스(122) 내에서 상하 이동하는 피스톤로드부(121)을 구비한다. 이때, 상기 피스톤로드부(121)는 상기 연결부(124)의 좌우측에서 지지하며 양측의 다리부(150)의 일부로서 제1 피스톤로드부(121a)와 제2 피스톤 로드부(121b)를 구비한다. 또한, 상기 피스톤로드부(121)은 봉타입 구조물로서 지지구조이므로 금속 또는 강성이 있는 플라스틱 등의 재질이 사용될 수 있다.

또한, 상기 실린더 케이스(122)는 원통형으로 상기 피스톤로드부(121)를 커버하는 외부 하우징 구조물이며, 좌우 양측에 제1 실린더 케이스(122a)와 제2 실린더 케이스(122b)를 구비한다. 또한, 피스톤로드부(121)는 상부는 연결부(124)와 좌우측에서 연결되고 하부는 무릎 관절부(130)과 연결되는 전체적으로 다리부(150)의 일부에 해당된다. 이때, 피스톤로드부(121)는 외주면에 지지부(110)의 하중을 완충하는 스프링(126)으로 커버되고, 상기 스프링(126)은 원통형 실린더(122)에 형성된다. 또한, 상기 스프링(126)은 좌우 양측에 각각 제1 스프링(126a)과 제2 스프링(126b)을 구비한다.

또한, 상기 스프링(126)과 일체로 형성된 실린더 케이스(122)와 연결부(124) 사이에는 사용자의 이동상태에 맞춰 상기 스프링(126)의 변위를 조절하고 상기 연결부(124)의 각도를 조절하는 반원캠(125)을 구비한다. 이때, 반원캠(125)은 상기 연결부(124)를 지지하는 피스톤로드부(121)가 관통하여 형성된다. 또한, 상기 반원캠(125)은 좌우 양측에 대칭적으로 제1 반원캠(125a)과 제2 반원캠(125b)을 구비한다.

여기서, 상기 반원캠(125)은 캠구조로서 반원축의 회전운동을 직선운동 또는 왕복운동으로 바꾸어 준다. 이때, 반원캠(125)은 반구형태로 캠의 반구내에 회전축을 구비하고 하부의 스프링(126)과 선접촉하여 하중 전달이 용이하게 한다. 이러한 캠과 종동체(followe, 팔로워)의 동작원리는 공지의 기술에 해당된다. 다만, 본 발명에 대해서 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다. 즉, 이동 보조부120)는 상부에서 상기 지지부(110)와 양방향에서 연결되는 연결부(124)와; 상기 연결부(124)와 양측에서 연결되어 지지하면서 회전운동을 왕복운동으로 변환하는 제1 반원캠(125a) 및 제2 반원캠(125b)와; 사용자의 이동상태에 따라 상기 제1 반원캠 및 제2 반원캠의 소정 각도 회전 운동에 따라 상기 중력방향으로 왕복운동하는 제1 반원캠 및 제2 반원캠의 팔로워(follower)를 구비한다. 이러한 팔로워는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 피스톤 구조 형태를 구성될 수 있다.

즉, 상기 제1 반원캠(125a) 및 제2 반원캠(125b)과 연결되어 지지하는 외부 하우징으로서 제1 및 제2 실린더 케이스(122a, 122b)와; 상기 다리 구조의 일부이며 로드 형태로서 상기 제1 및 제2 실린더 케이스(122a, 122b) 내에서 상하 이동하는 제1 및 제2 피스톤로드부(121a, 121b)와; 상기 제1 및 제2 실린더 케이스(122a, 122b) 내에 형성되어 상기 제1 및 제2 피스톤로드부(121a, 121b)를 외주면에서 커버하고 변위를 조절하면서 상기 제1 및 제2 실린더 케이스와 상기 제1 및 제2 피스톤로드부의 캠팔로워 운동의 반대방향으로 회복력을 제공하는 제1 및 제2 스프링(126a, 126b)를 포함한다.

즉, 도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 착용형 구조에서 사용자 이동 상태에 맞춰, 오른쪽 보행에서 왼쪽 보행으로 연속 보행의 경우에서 캠구조의 운동 변환과정을 설명한다.

도 5a를 참조하면, 앞으로 걷기 시작하는 오른쪽 보행시에 사용자의 오른쪽 다리가 움직이고, 이에 따라 제1 반원캠(125a)은 중력방향의 수직축에서 65°각도로 회전하게 되고, 상기 제1 반원캠(125a)의 소정 각도 회전 운동에 따라 연결된 연결부(124)는 하부로 이동하게 되고, 상기 제1 반원캠(125a)과 선접촉하는 제1스프링(126a)는 중력방향(지면에 수직방향)으로 스프링이 인장되어 스프링의 변위가 정상상태보다 줄어들게 된다.

도 5b를 참조하면, 이어서, 오른쪽 다리가 바닥에 접촉하여 사용자 움직임이 없어 정지상태가 되고, 이에 따라 제1 반원캠(125a)은 중력방향의 수직축에서 90°각도로 수평 상태를 유지하도록 회전하게 되고, 상기 제1 반원캠(125a)의 소정 각도 회전 운동에 따라 연결된 연결부(124)는 수평상태로 이동하게 되고, 상기 제1 반원캠(125a)과 선접촉하는 제1스프링(126a)는 중력방향(지면에 수직방향)으로 압축된 스프링이 복원된다.

도 5c를 참조하면, 이어서, 왼쪽 보행으로 사용자의 왼쪽 다리가 움직이고, 이에 따라 제1 반원캠(125a)는 중력방향의 수직축에서 115°각도로 수평 상태에서 올라간 상태로 회전하게 되고, 상기 제1 반원캠(125a)의 소정 각도 회전 운동에 따라 연결된 연결부(124)는 수평상태에서 상부로 이동하게 되고, 상기 제1 반원캠(125a)과 선접촉하는 제1스프링(126a)는 중력방향(지면에 수직방향)으로 스프링이 정상상태를 유지하게 된다.

이때, 전술한 바와 같이, 시트 회전부(123)는 볼조인트 형태로 구현하여, 도 5(a) 내지 도 5(c)를 참조하면, 빗금친 부분(A-2, B-2, C-2)에서, 상하 방향의 이동시에도 수평축을 유지하게 할 수 있다. 또한, 다른 빗금친 부분(A-1, A-2, A-3)에서 도시된 바와 같이, 상기 제2 반원캠(125b)과 소정 각도 회전 운동에 따라 연결된 연결부(124)도 상하 방향의 이동시에도 수평축을 유지된다. 이에, 상기 제2 반원캠(125b)과 연결부(124)가 결합되는 부분도 시트 회전부(123)와 같이 볼 조인트로 구현되거나 다른 형태의 2자유도를 구현하는 조인트 형태를 구현됨을 알 수 있다.

도 6 내지 도 12는 도 3의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)에서 이동보조부(120)가 사용자 이동 상태에 따라 각도 조절하는 시뮬레이션 과정을 캡쳐한 화면이다.

도 6 내지 도 12를 참조하면, 반원캠(125)의 회전 각도에 따라 스프링(126)의 변위가 변하면서 사용자의 보행시에도 지지부(110)상의 유아의 체중 또는 물품의 하중을 중력방향으로만 전달시키므로(하중 힘 분산시키면서), 사용자 이동시에도 대략 10kg 이상의 무게 부담(유아 체중 또는 물품 하중의 무게)을 줄여준다.

여기서, 연결부(124)와 제1 반원캠(125a)과 제2 반원캠(125b)는 각각 2 개의 접촉점(제1 접촉점)을 통해 연결된 상태를 총 4개를 도시하고 있으며, 이에 한정되는 것은 아니며, 최소 1개로도 가능하며 2개 이상의 여러개 형성도 가능하다. 가령, 제1 반원캠(125a)와 제2 반원캠(125b)과 연결부(124)에서 직접 다리부와 연결되는 일측 연결 형태는 볼 조인트로 구현되거나 다른 형태의 2자유도를 구현하는 조인트 형태를 구하여 사용상의 편의를 제공할 수 있게 한다.

또한, 제1 및 제2 반원캠(125a, 125b)는 캠팔로워(follower)는 또 다른 접촉점을 통해 양측에서 연결되어 지지될 수 있는데, 제1 및 제2 반원캠(125a, 125b)는 제1 및 제2 실린더 케밍스(122a, 122b)와 각각 1개의 또 다른 접촉점(제2 접촉점)을 통해 연결된 상태가 도시되어 있으며, 이에 한정되는 것은 아니며, 최소 1개로도 가능하며 2개 이상의 여러개 형성도 가능하다.

또한, 연결부(124)는 제1 및 제2 반원캠(125a, 125b)와 제1 접촉점을 통해 양측에서 연결되어 지지될 수 있으며, 상기 제1 및 제2 반원캠(125a, 125b)는 사용자의 움직임에 따라 내부의 회전축을 통한 회전운동을 왕복운동으로 변환시킨다. 이어, 상기 제1 및 제2 반원캠(125a, 125b)는 캠팔로워와 하나 이상의 제2 접촉점을 통해 연결되고 캠팔로워는 상기 사용자의 움직임에 따라 상기 제1 및 제2 반원캠(125a, 125b)의 소정 각도 회전 운동에 따라 중력방향으로 왕복운동한다.

또한, 상기 제1 및 제2 반원캠(125a, 125b)을 지지하는 제1 및 제2 tmv링(126a, 126b)는 상기 제1 및 제2 반원캠(125a, 125b), 캠팔로워 및 연결부(124)가 항상 상호간 접촉할 수 있게 하는 역할을 제공한다.

이는 기존의 경우에는 지지부(110)를 지지하는 로드가 상하로 이동하였으나, 본원 발명에서는 반원캠(125)의 회전 각도에 따라 스프링(126)의 변위가 변하게 하면서 로드의 이동량을 최소화할 수 있다. 이에 따라 기존에는 X축 방향으로 분력이 증가하였으나, 본원 발명에서는 Z축방향(중력방향)으로 하중의 힘이 전달되게 하여 사용자 이동시에도 대략 10kg 이상의 무게 부담(유아 체중 또는 물품 하중의 무게)을 줄여준다.

이에 대하여, 도 7 내지 도 12를 참조하여, 도 6의 이동보조부(120)가 사용자 이동 상태에 따라 롤(roll) 운동과 피치(pitch) 운동을 통해 각도 조절하는 과정에 대해 자세히 설명한다. 여기서, 후술하는 접촉점은 전술한 제1 접촉점 및 제2 접촉점에서 제1 접촉점에 대한 설명으로 설명의 편의를 위해 생략하여 간단히 접촉점으로 설명한다.

도 7 및 도 8은 도 1의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)의 외골격 구조를 착용한 상태에서 오른쪽 다리가 안쪽으로 60도 가량 들어간 상태에서의 운동으로 정면에서의 롤 운동을 설명한 도면이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 전술한 바와 같이, 도 1의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)에서 이동 보조부(120)는 제1 반원캠(125a)의 회전 운동에 따라 상기 제1 반원캠(125)과 접촉하며 지지하는 제1 실린더 케이스(122a)를 누르게 되면 상기 제1 실린더 케이스(122a)에 삽입되어 상기 제1 반원캠(125a)과 선접촉하는 제1스프링(126a)도 압축되어 반력이 생기게 된다. 즉, 오른쪽 다리가 안쪽으로 60도 가량 들어간 상태에서 이동에 따라 반력이 생성되는데, 이는 상기 연결부(124)와 제1 반원캠(125a)가 접촉하는 접촉점에서의 이동궤적(linear motion)이 발생하게 된다. 즉, 상기 접촉점이 우측방향으로 직선으로 소정 거리 만큼 이동하게 되어, 상기 스프링(126a)의 압축에 따라 상기 접촉점에서 중력의 반대방향으로 반력이 생성되게 되면서 롤(roll) 방향 운동을 지지(supporting)하게 된다.

도 9 및 도 10은 도 1의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)의 외골격 구조를 착용한 상태에서 오른쪽 다리가 안쪽으로 60도 가량 들어간 상태에서의 측면에서의 피치(pitch) 운동을 설명한 도면이다.

도 7 및 도 8에서 이동 보조부(120)의 롤 운동시에는 반력이 생성되지만, 도 9 및 도 10에서는 측면에서의 피치 운동시에는 반력이 생성되지 않음을 알 수 있다. 즉, 접촉점에서 롤 운동시에는 선형의 이동 궤적을 그리지만, 피치운동시에는 접촉점이 연결부(124)의 접촉부의 외경을 따라 회전하는 회전의 이동 궤적(rotational motion)을 그리게 되므로 반력이 생성되지 않게 된다.

도 11 및 도 12는 도 7 내지 도 10의 롤 운동과 피치 운동이 동시에 수행됨을 평면에서 나타낸 도면이다.

도 11 및 도 12는 평면(위에서) 이동 조보부(120)의 운동을 바라보았을 때, 접촉점의 이동궤적(curvilinear motion)을 보여준다. 즉, 롤 운동에 따라 중력의 반대방향으로 반력이 생성되면서 접촉점이 우측으로 선형 이동궤적을 그리면서, 동시에 피치 운동시에는 선형 이동 없이 단지 접촉점은 제자리에서 연결부(124)의 접촉부의 외경을 따라 회전하는 회전 이동 궤적을 그리게 된다.

이와 같이, 롤 운동과 피치 운동이 독립적으로 가능하므로, 별도의 모터 구비를 통한 토크 보상이 필요치 않아 제어가 용이한 장점이 있다.

도 13은 도 1의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)에서 무릎 관절부(130)의 일 실시예를 나타낸 도면으로, 각각 도 13a는 무릎 관절부(130)의 수직 상태를 나타낸 단면도이고, 도 13b는 무릎 관절부(130)의 소정 각도 기울어진 상태를 나타낸 단면도이다.

도 14는 도 13의 무릎 관절부(130)의 분해 사시도이며, 각각 도 14a는 무릎 관절부(130)의 좌측 분해사시도이고, 도 14b는 도 14a를 180도 회전시켜 보다 상세히 나타낸 분해사시도이다.

도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 무릎형 무릎 관절부(130)는 상부에서 허벅지 역할을 하는 이동 보조부(120)와, 하부에서 정강이 역할을 하는 다리부(150)를 연결하며, 소정 각도로 회전이 가능하여 무릎 관절과 같이 굽힐 수 있어 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.

즉, 이동 보조부(120)와 다리부(150)를 연결하는 힌지축(131)을 통해 0 ~ 180ㅀ범위에서 소정 각도로 회전할 수 있다. 이때, 이동 보조부(120)의 피스톤로드부(121)와 힌지축(131)이 연결될 수 있다.

도 14a 및 도 14b에 도시된 바와 같이, 무릎 관절부(130)의 피스톤로드와 연결되는 힌지축(131)은 양측면에 제1 및 제2 관절연결부(132)(133)와 결합되어 지지되고, 하부면에 제3 관절연결부(134)와 연결되어 하부의 다리부(150)과 연결되어 지지된다.

이때, 힌지축(131)의 중심에는 소정 직경의 힌지공(131a)을 형성하고, 제1 관절연결부(132)의 연결돌기(132a)가 상기 힌지공(131a)을 관통하여 반대쪽의 제2 관절연결부(133)의 연결홈(133a)과 연결되어 결합된다. 이를 통해 힌지축(131)과 제1 및 제2 관절연결부(132)(133)과 결합되어 지지된다.

또한, 제3 관절연결부(134)에 상기 힌지축(131)이 결합되는 힌지축 연결홈(134a)을 형성하여, 상기 힌지축(131)과 제3 관절연결부(134)가 결합되어 지지되게 하고, 상기 제3 관절연결부(134)가 하부의 다리부(150)와 연결되어 지지된다. 이때, 결합시에 너트/볼트의 추가 체결 및 다양한 형태의 체결강도를 강화시키는 형태가 더 추가될 수 있다. 또한, 상부에는 힌지축(131)과 연결되는 피스톤로드(121)는 일측에 펀칭을 통해 쓰루홀(through hole)을 형성하고, 쓰루홀의 내부로 무두 볼트를 삽입하여 상기 무두 볼트를 통해 이동형 다리길이 조절장치(120)와 결합시키는 외부 하우징이 더 추가될 수 있다. 또한, 한, 하부에는 힌지축(131)과 연결되는 제3 관절연결부(134)는 일측에 펀칭을 통해 쓰루홀(through hole)을 형성하고, 쓰루홀의 내부로 무두 볼트를 삽입하여 상기 무두 볼트를 통해 다리부(150)와 결합시키는 또 다른 외부 하우징이 더 추가될 수 있다.

또한, 사용자의 보행 상태에 따라 상부 이동 보조부(120)의 피스톤로드(121)의 가변길이에 대응되게 무릎 관절부(130)의 힌지축(131)의 회전량을 설정하여 힌지축(131)을 가변길이에 따른 회전량 조절이 가능하다. 이때, 무릎 관절부(130)에는 가변길이에 따른 회전량을 조절할 수 있게 상대 회전을 제한하는 회전각도 제한구조가 형성된다.

즉, 힌지축(131)의 일측면에는 소정 직경을 갖는 가이드홈(131b)(131c)을 형성하고, 상기 가이드홈(131b)(131c) 내에서 이동하는 가이드 돌기(132b)(132c)를 형성한다. 이때, 가이드홈(131b)(131c)과 결합되는 가이드 돌기(132b)(132c)는 상기 힌지축(131)과 양측면에 결합되는 제1 및 제2 관절연결부(132)(133) 중 어느 하나에 형성될 수 있고, 가령, 도 4a 및 도 4b에서는 제1 관절연결부(132)에 형성된다. 또한, 상기 가이드홈(131b)(131c)은 힌지축(131)을 중심으로 좌우대칭형으로 2개 형성될 수 있고, 각 가이드홈(131b)(131c)에 결합되는 가이드 돌기(132b)(132c)도 연결돌기(132a)을 중심으로 좌우 대칭형으로 형성될 수 있다. 이때, 전체 가이드홈(131b)(131c) 내에서 가이드 돌기(132b)(132c)가 이동할 수 있게 상기 가이드돌기(132b)(132c)는 길이가 가이드홈 전체 길이보다 짧게 형성된다. 가령, 도 4a 및 도 4b에는 상기 가이드홈이 힌지축을 중심으로 좌우에 대칭으로 반원에 가까운 긴 원호 형상의 홈을 형성하고, 가이드 돌기는 짧은 막대 형상으로 상기 원호 형상 홈 내에서만 이동하게 되므로, 회전각도 0~180 범위 이내에서 제한되게 된다.

도 15는 도 1의 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)에서 다리부(150)의 일실시예로서 사용자의 키높이에 맞게 다리 길이 조절이 가능함을 보여준다.

도 15a는 다리부(150)의 사시도이고, 도 15b는 도 15a에 도시된 다리부(150)의 내부를 나타낸 투명 사시도이고, 도 15c는 도 15b에 도시된 키높이 맞춤형 다리길이 조절(150)의 일부를 확대하여 나타낸 내부 절개도이다.

도 16은 도 15의 다리부(150)의 결합 상태를 나타낸 내부 분해 도면으로, 각각 도 16a는 다리부(150)의 외부 하우징으로 제2 로드(152)의 단면을 나타낸 내부 절개도이고, 도 16b는 도 16a의 제2 로드(152)에 삽입되어 결합되는 제1 로드(151)를 나타낸 사시도이다.

도 15 및 도 16을 참조하여, 다리부(150)의 일실시예를 보다 자세히 살펴본다.

도 15a 내지 도 15c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 하부의 다리부(150)는, 일측면은 무릎 관절부(130)의 제3 관절연결부(134)와 연결되는 제1 로드(151)와 동심원으로 상기 제1 로드를 내장하여 커버하는 외부 하우징으로서 제2 로드(152)를 구비한다. 이때, 제1 로드(151)와 제2 로드(152)는 봉 타입의 원통형으로 동심원으로 상호 직경의 크기와 길이를 달리한다. 즉, 제1 로드(151)가 제2 로드(152)에 삽입되므로 제2 로드(152)의 직경이 제1 로드(151)의 직경 보다 더 크며, 제2 로드(152)에 내장되는 제1 로드(151)의 회전에 따라 길이가 조절되므로 제1 로드(151)보다 제2 로드(152)는 길이 방향에서 전체 길이를 보다 더 짧을 수 있다.

먼저, 도 16b에 도시된 바와 같이, 제1 로드(151)은 봉타입 구조물로서 지지구조이므로 금속 또는 강성이 있는 플라스틱 등의 재질이 사용될 수 있다. 또한, 제1 로드(151)의 하부에는 막대형 핀(pin)(153)이 형성되어 있으며, 상기 봉타입 제1 로드(151)의 좌우에서 소정 길이 돌출 구조로 형성되어 있고 소정 각도로 기울어진 경사 구조로 형성되어 있다.

도 16a에 도시된 바와 같이, 제2 로드(152)는 봉타입 구조물로서 지지구조이므로 금속 또는 강성이 있는 플라스틱 등의 재질이 사용될 수 있다. 또한, 제2 로드(152)의 내부에 삽입되어 지지부(110)에 위치하는 유아 체중의 충격을 흡수하는 탄성 구조물로서 코일 스프링(154)이 결합된다. 이러한 코일 스프링(154)을 통해 지지부(110)에 위치한 유아가 상하로 움직일 때 상하 방향으로 탄성을 제공할 수도 있게 된다.

또한, 막대형 핀(153)이 형성된 제1 로드(151)가 제2 로드(152)의 코일 스프링(154)에 내장되어 상기 제1 로드(151)와 제2 로드(152)가 결합되어 일체로 형성된다. 이때, 막대형 핀(153)이 코일 스프링(154) 사이의 틈새 빈공간에 삽입되어 지지되는 구조이다. 여기서, 도 16b에 도시된 바와 같이, 제1 로드(151)의 시계방향 회전에 따라, 제1 로드(151)의 막대형 핀(153)이 제2 로드(152)의 코일 스프링(154)을 따라 회전함으로써 길이 방향으로 직선 운동(linear motion)을 생성하게 된다. 이를 통해 제1 로드(151)의 시계 방향의 회전에 따라 바닥면에서 상부쪽으로 직선 운동으로 이동하게 됨에 따라 다리부(150)의 길이가 더 증가시킬 수 있고 반대로 제1 로드(151)의 반시계 방향의 회전에 따라 다리부(150)의 길이를 감소시킬 수 있어 길이 조절이 가능하게 된다. 또한, 회전 방향을 설정은 막대형 핀(153)의 경사각 조절을 통해 그 역으로 설정 가능하다.

또한, 다리부(150)는 지지부(110)의 하중을 바닥면에 전달하는 연결부로서, 인체 모형에 따라 연결 링크 등을 이용하여 자유도를 추가하는 등 모션 구조 및 형상 등을 다양하게 구성하여 실시할 수 있다.

이와 같이, 전술한 이동 보조부(120)가 상부의 허벅지와 같은 역할을 하면서 사용자의 이동 상태에 따른 허벅지 움직임과 같이 연동되어 보행 상태에 맞게 각도 조절이 되어 유아 캐리어 또는 물품운송장치(100)의 이동시의 사용 편의성을 제공한다. 또한, 다리부(150)는 하부의 정강이와 같은 역할을 하며, 사용자의 키높이에 맞게 길이 조절할 수 있다.

상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.

100: 유아 캐리어 또는 물품운송장치
110: 지지부
120: 이동 보조부
130: 무릎형 관절부
140: 바닥면 접촉부
150: 다리부

Claims (7)

1. 유아 또는 물품을 지지하는 지지부; 및
   다리 구조로서, 상부에서 형성되어 상기 지지부와 연결되고 양측에서 지지하는 상부 다리부와, 하부에서 형성되어 상기 상부 다리부와 연결되고 하부의 바닥면과 연결하는 하부 다리부를 구비한 다리부;를 포함하고,
   상기 상부 다리부는,
   상기 지지부와 양방향에서 연결되는 연결부와;
   상기 연결부와 하나 이상의 제1 접촉점을 통해 양측에서 연결되어 지지되며,사용자의 움직임에 따라 내부의 회전축을 통한 회전운동을 왕복운동으로 변환하는 제1 및 제2 캠구조와;
   상기 제1 및 제2 캠구조와 하나 이상의 제2 접촉점을 통해 연결되고 상기 사용자의 움직임에 따라 상기 제1 및 제2 캠구조의 소정 각도 회전 운동에 따라 상기 중력방향으로 왕복운동하는 제1 및 제2 캠구조의 팔로워(follower)를; 포함하는 것을 특징으로 하는 유아 캐리어 또는 물품운송장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 캠구조의 팔로워는,
   상기 제1 및 제2 캠구조와 연결되어 지지하는 외부 하우징으로서 제1 및 제2 실린더 케이스와;
   상기 상부 다리부의 일부이며 로드 형태로서 상기 제1 및 제2 실린더 케이스 내에서 상하 이동하는 제1 및 제2 피스톤로드부와;
   상기 제1 및 제2 실린더 케이스 내에 형성되어 상기 제1 및 제2 피스톤로드부를 외주면에서 커버하고 변위를 조절하면서 상기 제1 및 제2 실린더 케이스와 상기 제1 및 제2 피스톤로드부의 캠팔로워 운동의 반대방향으로 회복력을 제공하는 제1 및 제2 스프링부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유아 캐리어 또는 물품운송장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 사용자의 움직임에 따라 상기 제1 접촉점에서의 이동궤적을 발생시켜 상기 상부 다리부의 롤(roll) 운동을 생성하는 것을 특징으로 하는 유아 캐리어 또는 물품운송장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 사용자의 움직임에 따라 상기 제1 접촉점이 상기 연결부의 접촉부의 외경을 따라 회전하는 회전 이동궤적을 발생시켜 상기 상부 다리부의 피치(pitch) 운동을 생성하는 것을 특징으로 하는 유아 캐리어 또는 물품운송장치.
5. 제1항에 있어서,
   하부에서 상기 연결부와 연결되고 상부에서 상기 지지부와 연결되어 지지하고 상기 지지부의 이동시에도 수평축을 유지하게 하는 시트회전부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유아 캐리어 또는 물품운송장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 시트회전부는 볼조인트 형태로 형성하는 것을 특징으로 하는 유아 캐리어 또는 물품운송장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제1 및 제2 캠구조와 상기 연결부가 결합되는 커플링부는 조인트 형태로 형성하는 것을 특징으로 유아 캐리어 또는 물품운송장치.

Images