KR102588952B1 - 트러스 구조를 갖는 착용식 의자 - Google Patents

트러스 구조를 갖는 착용식 의자 Download PDF

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Abstract

길이 방향으로 연장되어 착용자의 대퇴부에 연결된 상부로드; 길이 방향으로 연장되어 착용자의 하퇴부에 연결되고, 상단부가 회전 중심을 통하여 상부로드의 하단부와 서로 상대 회전 가능하게 결합되며, 하단부는 착용자의 착좌시 지면에 접촉되는 하부로드; 및 상단부는 상부로드에서 슬라이딩이 저지되는 위치가 가변 가능하도록 상부로드에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 하단부는 하부로드에 회전 가능하게 결합되어 착용자의 착좌시 상부로드와 하부로드 사이에서 길이 방향으로 압축력을 지지하는 지지로드;를 포함하고, 상부로드에서 지지로드의 상단부가 슬라이딩이 저지되는 위치가 가변됨에 따라 착용자의 착좌시 상부로드와 하부로드의 회전중심으로부터 지지로드 사이의 직선거리가 가변되는 것을 특징으로 하는 트러스 구조를 갖는 착용식 의자가 소개된다.

Description

트러스 구조를 갖는 착용식 의자{WEARABLE CHAIR WITH TRUSS STRUCTURE}
본 발명은 트러스 구조를 갖는 착용식 의자에 관한 것으로, 착용자가 착용한 상태에서 착좌시 착용자의 하중을 지지하는 의자에 관한 것이다.
현재 산업현장뿐만 아니라, 장애인 및 노약자의 거동시 근력을 보조하여 거동을 도와주거나, 근육병 환자를 위한 재활치료용 또는 무거운 군장을 지는 군인용 또는 무거운 짐을 드는 산업현장용 등의 다양한 목적을 갖는 착용식 로봇(Wearable Robot)의 개발이 활발하게 이루어지고 있다.
일반적으로, 착용식 로봇은 인체와 유사한 관절 작용을 수행하는 링크들이 인체에 착용될 수 있는 형상으로 유기적으로 결합되어 제작된다. 이러한 착용로봇은 사용자에게 착용되어 상지 또는 하지 근력을 보조함으로써 별도의 외부 기계의 도움없이 사용자가 일반적인 인간의 근력 한계를 벗어나는 힘이 요구되는 고 하중 작업을 수행할 수 있도록 한다.
그러나 동력이 작용하여 근력을 보조하는 Active Type의 착용식 로봇은 상대적으로 무게가 무겁고, 제어기에 의하여 복잡한 제어가 요구되는 문제가 있고, 이에 따라 안정성이 낮고 착좌각이 제한적인 문제가 있었다.
따라서, 가벼운 무게를 가지면서 큰 하중을 지지할 수 있는 Passive Type의 착용식 의자가 요구된다. 다만, 종래 기술에 따른 Passive Type의 착용식 의자는 착좌각이 변경되기 어려운 문제를 가지고 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1755806 B
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 가벼운 무게를 가지면서 큰 하중을 지지할 수 있는 착용식 의자를 제공하고자 함이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 트러스 구조를 갖는 착용식 의자는 길이 방향으로 연장되어 착용자의 대퇴부에 연결된 상부로드; 길이 방향으로 연장되어 착용자의 하퇴부에 연결되고, 상단부가 회전 중심을 통하여 상부로드의 하단부와 서로 상대 회전 가능하게 결합되며, 하단부는 착용자의 착좌시 지면에 접촉되는 하부로드; 및 상단부는 상부로드에서 슬라이딩이 저지되는 위치가 가변 가능하도록 상부로드에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 하단부는 하부로드에 회전 가능하게 결합되어 착용자의 착좌시 상부로드와 하부로드 사이에서 길이 방향으로 압축력을 지지하는 지지로드;를 포함하고, 상부로드에서 지지로드의 상단부가 슬라이딩이 저지되는 위치가 가변됨에 따라 착용자의 착좌시 상부로드와 하부로드의 회전중심으로부터 지지로드 사이의 직선거리가 가변된다.
지지로드의 상단부 및 하단부는 상부로드 또는 하부로드의 내부에 일부가 삽입된 상태로 슬라이딩 가능하거나 회전 가능하게 결합될 수 있다.
하부로드는 상부로드의 내부에서 회전 가능하게 결합되어 하부로드가 상부로드와 서로 접히는 방향으로 상대 회전되면 지지로드의 일부가 하부로드 내부에 삽입된 상태로 하부로드의 일부가 상부로드 내부로 삽입될 수 있다.
상부로드에 상부로드의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되되 복수의 위치에서 슬라이딩이 저지되도록 상부로드에 고정 가능하게 결합된 스위치;를 더 포함하고, 스위치가 상부로드에 고정됨에 따라 지지로드의 상단부가 스위치에 의해 지지되어 지지로드의 슬라이딩이 저지될 수 있다.
스위치의 일측 단부에는 상부로드 측으로 돌출된 결합돌기가 형성되고, 상부로드의 복수의 위치에는 결합홈이 형성되어 결합돌기가 결합홈에 삽입시 스위치와 상부로드 사이의 슬라이딩이 저지되도록 고정될 수 있다.
스위치는 결합돌기가 형성된 본체부와 본체부에 회전 가능하게 결합되고 일단부에 제1베어링이 형성된 회전부로 구성되고, 회전부가 본체부를 기준으로 상대 회전되면 제1베어링이 결합돌기의 돌출 방향으로 노출되고 결합돌기가 결합홈에서 이탈될 수 있다.
본체부에는 결합돌기의 돌출 방향과 반대 방향으로 돌출된 지지대가 형성되고, 회전부의 타단부는 지지대와 비스듬한 방향으로 연장되어 회전부의 타단부가 지지대 측으로 가압됨에 따라 회전부가 본체부를 기준으로 회전될 수 있다.
스위치의 결합돌기가 상부로드의 결합홈 내부로 삽입되는 스위치의 위치에 스위치와 상부로드에 서로 인력이 작용하는 자석이 각각 서로 마주보게 마련될 수 있다.
스위치에는 자석이 결합돌기와 이격되어 복수 개로 마련되고, 상부로드에는 자석이 스위치의 결합돌기가 상부로드의 결합홈 내부로 삽입되는 스위치의 위치에서 스위치에 마련된 복수 개의 자석에 각각 대응되는 위치에 마련될 수 있다.
하부로드의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 하부로드에 결합된 슬라이딩부; 착용자의 하퇴부에 직접 결합된 하퇴 고정부; 일단이 하퇴 고정부의 상부에 결합되고, 타단이 슬라이딩부에 회전 가능하게 결합된 제1연결부; 및 일단이 하퇴 고정부의 하부에 회전 가능하게 결합되고, 타단이 하부로드의 하부에 회전 가능하게 결합된 제2연결부;를 더 포함할 수 있다.
하부로드에는 길이방향으로 형성된 레일이 마련되고, 슬라이딩부는 레일을 따라 하부로드의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하며, 슬라이딩부를 하방으로 당기는 방향으로 탄성력을 가하는 제1탄성체가 하부로드에 형성될 수 있다.
하부로드에는 일단이 하부로드에 고정되고, 타단이 지지로드의 하단부에 결합되어 상부로드가 하부로드를 기준으로 펴지는 방향과 동일한 방향으로 지지로드를 회전시키도록 회전력을 가하는 제2탄성체가 형성될 수 있다.
지지로드의 상단부에는 지지로드가 상부로드를 따라 슬라이딩되도록 회전하는 제2베어링이 형성될 수 있다.
제2베어링은 상부로드 방향으로 지지로드의 외부로 노출되거나 지지로드 내부로 삽입되도록 지지로드의 상단부에 형성된 가압홈의 내부에서 이동 가능하게 지지로드에 결합되고, 지지로드에는 제2베어링이 가압홈을 따라 상부로드 측 외부로 노출되도록 제2베어링을 가압하는 제3탄성체가 형성될 수 있다.
본 발명의 트러스 구조를 갖는 착용식 의자에 따르면, 착좌각이 변경되더라도 가벼운 구조로 큰 하중을 견딜 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 착용자의 착좌시 하부로드가 하퇴 고정부를 기준으로 하강되어 하부로드의 하단부가 지면에 접촉되는 경우에 4절 링크 구조에 의해 하부로드의 하단부가 착용자의 발에서 이격되게 위치됨으로써 착좌 안정성이 향상되는 효과를 갖는다.
또한, 착용자가 일어선 자세에서는 하부로드의 하단부가 지면에 접촉되지 않도록 상승된 상태로 유지되어 착용자의 보행에 대한 간섭을 최소화하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트러스 구조를 갖는 착용식 의자의 단면도를 도시한 것이다.
도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트러스 구조를 갖는 착용식 의자의 다양한 착좌각을 도시한 것이다.
도 5a 내지 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 트러스 구조를 갖는 착용식 의자의 상부로드와 스위치 사이의 결합관계를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 트러스 구조를 갖는 착용식 의자를 착용한 모습을 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트러스 구조를 갖는 착용식 의자의 지지로드의 상단부를 도시한 것이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
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. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트러스 구조를 갖는 착용식 의자의 단면도를 도시한 것이고, 도 2 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 트러스 구조를 갖는 착용식 의자의 다양한 착좌각을 도시한 것이다.
도 1 내지 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트러스 구조를 갖는 착용식 의자는 길이 방향으로 연장되어 착용자의 대퇴부에 연결된 상부로드(100); 길이 방향으로 연장되어 착용자의 하퇴부에 연결되고, 상단부가 회전중심(500)을 통하여 상부로드(100)의 하단부와 서로 상대 회전 가능하게 결합되며, 하단부는 착용자의 착좌시 지면에 접촉되는 하부로드(200); 및 상단부는 상부로드(100)에서 슬라이딩이 저지되는 위치가 가변 가능하도록 상부로드(100)에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 하단부는 하부로드(200)에 회전 가능하게 결합되어 착용자의 착좌시 상부로드(100)와 하부로드(200) 사이에서 길이 방향으로 압축력을 지지하는 지지로드(300);를 포함하고, 상부로드(100)에서 지지로드(300)의 상단부가 슬라이딩이 저지되는 위치가 가변됨에 따라 착용자의 착좌시 상부로드(100)와 하부로드(200)의 회전중심으로부터 지지로드(300) 사이의 직선거리가 가변되는 것을 특징으로 한다.
상부로드(100)는 착용자의 대퇴부에 대응되는 구성으로, 하네스로 착용자의 대퇴부에 직접 결합되거나 대퇴부에 밀착되는 대퇴부 지지대(110)와 하네스로 결합되어 착용자의 대퇴부에 연결될 수 있다. 상부로드(100)는 착용자의 대퇴부가 연장된 방향과 나란하게 길이 방향으로 연장될 수 있다.
하부로드(200)는 착용자의 하퇴부에 대응되는 구성으로, 착용자의 하퇴부에 직접 하네스를 통하여 결합되거나 착용자의 하퇴부에 직접 결합된 하퇴 고정부(210)를 통하여 착용자의 하퇴부에 연결될 수 있다. 하부로드(200)는 착용자의 하퇴부가 연장된 방향과 나란하게 길이 방향으로 연장될 수 있다.
하부로드(200)의 상단부는 회전중심(500)을 통하여 상부로드(100)의 하단부에 서로 상대 회전 가능하게 힌지 결합될 수 있다.
하부로드(200)의 하단부(280)는 착용자의 착좌시 지면에 접촉될 수 있다. 특히, 착용자의 발 뒤에서 지면에 접촉되어 착용자의 착좌 자세를 지지할 수 있다. 하부로드(200)는 슬라이딩 및 고정이 가능한 구조로 착용자의 신장에 맞게 길이가 조절될 수 있는 구성을 갖고, 지면에 접촉되는 하부로드(200)의 하단부(280)는 고무 재질과 같은 마찰력이 큰 재질로 형성될 수 있다.
지지로드(300)는 하단부가 하부로드(200)에 회전 가능하게 결합되고, 상단부가 상부로드(100)에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 따라서, 상부로드(100)와 하부로드(200)가 서로 상대회전됨에 따라 지지로드(300)의 하단부는 하부로드(200)를 기준으로 회전하고, 지지로드(300)의 상단부는 상부로드(100)를 따라서 슬라이딩될 수 있다.
지지로드(300)의 상단부가 상부로드(100)를 따라서 슬라이딩면서 상부로드(100)에서 슬라이딩이 저지되는 위치가 가변 가능하도록 상부로드(100)에 슬라이딩 가능하게 결합되어, 지지로드(300)의 상단부의 슬라이딩이 저지되는 위치가 가변됨에 따라 착용자의 착좌시 상부로드(100)와 하부로드(200) 사이의 각도인 착좌각이 가변된다.
상부로드(100)와 하부로드(200) 및 지지로드(300)는 트러스(Truss) 구조를 형성하여 견고한 구성을 갖는다. 상부로드(100) 및 하부로드(200)는 굽힘하중을 받아 높은 강성이 필요하지만 지지로드(300)는 축방향의 압축하중만을 받는다.
따라서, 지지로드(300)는 비교적 작은 강성이 요구되므로 경량의 소재와 구조를 가질 수 있고, 이에 따라 슬라이딩 또는 회전시 작은 관성에 의해 착용자의 자유로운 움직임에 대한 간섭이 최소화될 수 있는 효과를 갖는다.
특히, 도 2 내지 4를 참조하면, 착용자의 체중에 의한 하중이 동일하게 분배되는 것으로 가정할 때 착좌각이 가변됨에 따라 회전중심으로부터 하중 방향과 수직한 방향으로의 거리가 가변되어(R1, R2, R3) 상부로드(100)에 가해지는 하중에 의한 모멘트암이 가변된다.
다만, 지지로드(300)는 상단부가 상부로드(100)를 따라서 슬라이딩되는 구성이므로, 착좌각이 가변됨에 따라 착용자의 착좌시 상부로드(100)와 하부로드(200)의 회전중심으로부터 지지로드(300) 사이의 직선거리가 가변된다(r1, r2, r3). 따라서, 착좌각이 가변되어 모멘트암이 가변되더라도 지지로드(300)에서 받는 지지력은 동등한 수준을 유지한다. 즉, 본 발명의 구성에 따르면 착좌각이 변경되더라도 가벼운 구조로 큰 하중을 견딜 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 지지로드(300)의 상단부 및 하단부는 상부로드(100) 또는 하부로드(200)의 내부에 일부가 삽입된 상태로 슬라이딩 가능하거나 회전 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 상부로드(100) 및 하부로드(200)는 지지로드(300)의 상단부 또는 하단부를 내부에 삽입된 상태로 감싸면서 결합될 수 있다.
이에 따라, 지지로드(300)가 압축하중만이 가해지는 구조로 상대적으로 작은 강성이 요구되므로 상부로드(100) 및 하부로드(200)에 대비하여 작은 두께로 형성되어 상부로드(100) 및 하부로드(200)가 접혀지는 구조를 가질 수 있다.
특히, 하부로드(200)는 상부로드(100)의 내부에서 회전 가능하게 결합되어 하부로드(200)가 상부로드(100)와 서로 접히는 방향으로 상대 회전되면 지지로드(300)의 일부가 하부로드(200) 내부에 삽입된 상태로 하부로드(200)의 일부가 상부로드(100) 내부로 삽입될 수 있다.
즉, 상부로드(100)와 하부로드(200)가 서로 접혀지는 방향으로 회전시 지지로드(300)의 일부는 하부로드(200) 내부로 삽입되고, 하부로드(200)의 일부는 상부로드(100)의 내부로 삽입되어 상부로드(100)와 하부로드(200)가 접혀진 상태에서 최소한의 부피를 갖도록 형성되는 효과를 갖는다.
상부로드(100)에 상부로드(100)의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되되 복수의 위치에서 슬라이딩이 저지되도록 상부로드(100)에 고정 가능하게 결합된 스위치(400);를 더 포함하고, 스위치(400)가 상부로드(100)에 고정됨에 따라 지지로드(300)의 상단부가 스위치(400)에 의해 지지되어 지지로드(300)의 슬라이딩이 저지될 수 있다. 위치(400)는 지지로드(300)의 상단부가 슬라이딩되는 방향과 나란하거나 동일한 방향으로 상부로드(100)를 따라서 슬라이딩 가능할 수 있다.
다만, 스위치(400)는 복수의 위치에서 슬라이딩이 차단되도록 상부로드(100)에 고정 가능하게 결합될 수 있다. 스위치(400)는 연속적인 위치에서 상부로드(100)에 고정되도록 결합되거나 이격된 복수의 위치에서 상부로드(100)에 고정되도록 결합될 수 있다.
도 5a 내지 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 트러스 구조를 갖는 착용식 의자의 상부로드와 스위치 사이의 결합관계를 도시한 것이다.
도 5a 내지 5b를 더 참조하면, 스위치(400)가 상부로드(100)에 고정된 경우 지지로드(300)는 스위치(400)에 의해 상부로드(100)와의 슬라이딩이 저지되어 상부로드(100)와 하부로드(200)의 상대회전이 고정될 수 있다. 스위치(400)의 고정된 위치가 가변됨에 따라 상부로드(100)와 하부로드(200)의 상대회전이 저지되는 각도가 가변될 수 있다.
착용자의 착좌시에는 착용자의 하중이 상부로드(100)에 가해지고, 지지로드(300)에 의해 하부로드(200)와 상부로드(100) 사이의 상대 회전 각도가 고정되면 상부로드(100)에 가해지는 착용자의 하중은 지지로드(300)를 통하여 하부로드(200)로 전달된다.
따라서, 착용자의 착좌시 하부로드(200)와 상부로드(100) 사이의 각도인 착좌각은 상부로드(100)를 따라 스위치(400)가 고정된 위치가 변경됨에 따라 변경될 수 있다. 이에 따라, 착용자는 간단하게 착좌각을 변경할 수 있는 효과를 갖는다.
스위치(400)는 지지로드(300)의 상단부의 형상에 대응되도록 형성될 수 있다. 특히, 지지로드(300)의 상단부를 감싸는 형상으로 형성될 수 있다. 즉, 도시한 것과 같이 라운딩된 지지로드(300)의 상단부를 지지하는 스위치(400)는 지지로드(300)의 상단부를 감싸는 형상으로 형성될 수 있다. 이에 따라, 스위치(400)는 지지로드(300)에서 지지하는 힘을 분산하여 가압될 수 있다.
스위치(400)의 일측 단부에는 상부로드(100) 측으로 돌출된 결합돌기(411)가 형성되고, 상부로드(100)의 복수의 위치에는 결합홈(120)이 형성되어 결합돌기(411)가 결합홈(120)에 삽입시 스위치(400)와 상부로드(100) 사이의 슬라이딩이 저지되도록 고정될 수 있다.
스위치(400)는 상부로드(100)의 길이 방향으로 연장되고, 일측 단부에 결합돌기(411)가 형성될 수 있다. 상부로드(100)의 길이 방향으로 이격된 복수의 위치에 결합홈(120)이 형성될 수 있다. 결합돌기(411)는 상부로드(100) 측으로 돌출되어 상부로드(100)에 형성된 복수의 결합홈(120)에 삽입되고, 이에 따라 스위치(400)가 상부로드(100)를 따라 슬라이딩되지 않도록 단단하게 고정될 수 있다.
스위치(400)는 결합돌기(411)가 형성된 본체부(410)와 본체부(410)에 회전 가능하게 결합되고 일단부에 제1베어링(421)이 형성된 회전부(420)로 구성되고, 회전부(420)가 본체부(410)를 기준으로 상대 회전되면 제1베어링(421)이 결합돌기(411)의 돌출 방향으로 노출되고 결합돌기(411)가 결합홈(120)에서 이탈될 수 있다.
스위치(400)의 본체부(410)는 상부로드(100)의 길이 방향으로 연장되고, 결합돌기(411)는 본체부(410)의 일측 단부에 형성될 수 있다. 회전부(420)는 일단부에 제1베어링(421)이 형성되고, 본체부(410)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
회전부(420)의 제1베어링(421)은 본체부(410)의 결합돌기(411)가 결합홈(120)에 삽입된 상태에서 본체부(410) 내부에 삽입되어 있고, 회전부(420)가 본체부(410)를 기준으로 상대 회전되면 제1베어링(421)이 결합돌기(411)의 돌출 방향으로 노출되어 결합돌기(411)가 결합홈(120)에서 이탈될 수 있다. 즉, 제1베어링(421)이 결합돌기(411)의 돌출방향으로 노출되도록 회전됨에 따라 결합돌기(411)가 결합홈(120)에서 이탈되는 것이다.
이에 따라, 결합돌기(411)와 결합홈(120)의 결합이 해제된 상태에서 제1베어링(421)이 노출되어 상부로드(100)에 접촉되고, 이에 따라 스위치(400)가 부드럽게 슬라이딩될 수 있는 효과를 갖는다.
본체부(410)에는 결합돌기(411)의 돌출 방향과 반대 방향으로 돌출된 지지대(412)가 형성되고, 회전부(420)의 타단부는 지지대(412)와 비스듬한 방향으로 연장되어 회전부(420)의 타단부가 지지대(412) 측으로 가압됨에 따라 회전부(420)가 본체부(410)를 기준으로 회전될 수 있다.
지지대(412)는 본체부(410)와 일체로 형성되거나 단단하게 고정되도록 형성되고, 회전부(420)의 타단부는 결합돌기(411)의 돌출 방향과 반대 방향으로 지지대(412)와 비스듬한 방향으로 연장될 수 있다. 즉, 회전부(420)는 일단부는 결합돌기(411)의 돌출방향으로 노출되고, 타단부는 결합돌기(411)의 돌출방향과 반대 방향으로 연장되도록 본체부(410)를 관통하여 중간에서 본체부(410)와 회전 가능하게 결합될 수 있다.
회전부(420)의 타단부는 지지대(412)와 비스듬한 방향으로 연장되어 회전부(420)의 타단부가 지지대(412) 측으로 가압되면 회전부(420)가 본체부(410)를 기준으로 회전될 수 있다. 구체적으로, 회전부(420)의 일단부에 형성된 제1베어링(421)이 본체부(410) 내부에 삽입된 상태에서는 회전부(420)의 타단부가 지지대(412)와 비스듬한 방향으로 연장되고, 회전부(420)의 타단부가 지지대(412) 측으로 가압되어 지지대(412)와 나란하게 되면 제1베어링(421)이 결합돌기(411)의 돌출방향으로 노출되도록 회전되어 결합돌기(411)가 결합홈(120)에서 이탈될 수 있다.
따라서, 회전부(420)의 타단부를 가압함에 따라 스위치(400)의 고정을 간단하게 해제할 수 있고, 이에 따라 스위치(400)의 위치 변경이 간단하게 조작될 수 있는 효과를 갖는다.
스위치(400)의 결합돌기(411)가 상부로드(100)의 결합홈(120) 내부로 삽입되는 스위치(400)의 위치에 스위치(400)와 상부로드(100)에 서로 인력이 작용하는 자석(130, 430)이 각각 서로 마주보게 마련될 수 있다. 특히, 스위치(400)와 상부로드(100)에는 자석(130, 430)의 N극과 S극이 서로 마주보게 마련되어 인력이 작용될 수 있다.
스위치(400)와 상부로드(100) 각각에는 서로 인력이 작용하는 자석(130, 430)이 마련될 수 있다. 여기서 스위치(400)와 상부로드(100)의 자석(130, 430)은 상대적으로 약한 인력을 갖는 것으로, 스위치(400)의 결합돌기(411)가 상부로드(100)의 결합홈(120) 내부로 삽입되도록 유도하기 위한 것이다. 서로 이격된 위치에 마련된 결합홈(120)의 내부로 결합돌기(411)를 삽입시키기 위하여 스위치(400)를 기설정된 위치로 위치시키기 위하여 자석(130, 430)의 인력을 이용하는 것이다.
자석(130, 430)의 자기력에 의한 인력으로 스위치(400)와 상부로드(100)의 슬라이딩을 저지할 수 있다. 그러나 이러한 자기력에 의한 인력은 상대적으로 약하고, 강한 인력을 갖는 자석(130, 430)을 이용하는 경우에는 스위치(400)의 위치 변경이 어려운 문제가 있다.
스위치(400)에는 자석(130, 430)이 결합돌기(411)와 이격되어 복수 개로 마련되고, 상부로드(100)에는 자석(130, 430)이 스위치(400)의 결합돌기(411)가 상부로드(100)의 결합홈(120) 내부로 삽입되는 스위치(400)의 위치에서 스위치(400)에 마련된 복수 개의 자석(130, 430)에 각각 대응되는 위치에 마련될 수 있다.
자석(130, 430)의 인력이 결합돌기(411)의 이탈을 방해하지 않기 위하여 자석(130, 430)은 결합돌기(411)와는 이격되게 위치될 수 있다. 자석(130, 430)은 복수 개로 서로 이격되어 위치됨으로써 스위치(400)가 자기력에 의한 인력에 의해 상부로드(100)에 안정적으로 지지될 수 있다.
도시한 것과 같이 스위치(400)에는 2개의 자석(130, 430)이 이격되어 마련될 수 있고, 상부로드(100)에는 일정한 이격거리로 결합홈(120)이 배열되고, 스위치(400)의 결합돌기(411)가 상부로드(100)의 결합홈(120) 내부로 삽입되는 스위치(400)의 위치마다 상부로드(100)에 자석(130, 430)이 마련될 수 있고, 상부로드(100)의 자석(130, 430) 또한 동일한 간격으로 배치되어 일부가 중복되도록 마련될 수 있다.
하부로드(200)의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 하부로드(200)에 결합된 슬라이딩부(230); 착용자의 하퇴부에 직접 결합된 하퇴 고정부(210); 일단이 하퇴 고정부(210)의 상부에 결합되고, 타단이 슬라이딩부(230)에 회전 가능하게 결합된 제1연결부(240); 및 일단이 하퇴 고정부(210)의 하부에 회전 가능하게 결합되고, 타단이 하부로드(200)의 하부에 회전 가능하게 결합된 제2연결부(250);를 더 포함할 수 있다.
하퇴 고정부(210)는 착용자의 하퇴부에 하네스를 통하여 직접 결합될 수 있다. 하퇴 고정부(210)는 착용자의 하퇴부에 밀착되도록 형성될 수 있다.
슬라이딩부(230)는 하부로드(200)의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 하부로드(200)에 결합되어 제1연결부(240)를 통하여 하퇴 고정부(210)에 연결된다. 제1연결부(240)의 일단은 하퇴 고정부(210)의 상부에 단단하게 결합되고, 제1연결부(240)의 타단은 슬라이딩부(230)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 반대로, 제1연결부(240)의 일단은 하퇴 고정부(210)의 상부에 회전 가능하게 결합되고, 제1연결부(240)의 타단은 슬라이딩부(230)에 단단하게 결합될 수 있다
제2연결부(250)는 하퇴 고정부(210)와 하부로드(200)를 연결한다. 제2연결부(250)의 일단은 하퇴 고정부(210)의 하부에 회전 가능하게 결합되고, 제2연결부(250)의 타단은 하부로드(200)의 하부에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
상기 구성에 의해 하퇴 고정부(210)는 하부로드(200)와 4절 링크 구조로 결합된다. 이에 따라, 하퇴 고정부(210)는 하부로드(200)의 길이 방향으로 안정적으로 슬라이딩 가능하게 하부로드(200)에 결합되고, 슬라이딩됨에 따라 하부로드(200)로부터의 거리가 가변될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 트러스 구조를 갖는 착용식 의자를 착용한 모습을 도시한 것이다.
도 6을 더 참조하면, 이러한 구성에 따르면, 착용자의 착좌시 하부로드(200)가 하퇴 고정부(210)를 기준으로 하강되어 하부로드(200)의 하단부(280)가 지면에 접촉되는 경우에 4절 링크 구조에 의해 하부로드(200)의 하단부가 착용자의 발에서 이격되게 위치됨으로써 착좌 안정성이 향상되는 효과를 갖는다.
또한, 4절 링크 구조에 의해 하부로드(200)의 하단부(280)가 지면에 접촉하는 위치가 항상 일정하게 되는 효과를 갖는다. 즉, 착용자의 착좌시 하부로드(200)가 하강함에 따라 4절 링크 구조에 의해 하부로드(200)는 착용자의 하퇴부의 후면에서 이격되고, 이에 따라 하부로드(200)의 하단부(280)가 지면에 접촉하는 위치가 착용자의 발 후방에서 이격된 위치에서 지면에 접촉할 수 있다.
하부로드(200)에는 길이방향으로 형성된 레일(210)이 마련되고, 슬라이딩부(230)는 레일(210)을 따라 하부로드(200)의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하며, 슬라이딩부(230)를 하방으로 당기는 방향으로 탄성력을 가하는 제1탄성체(260)가 하부로드(200)에 형성될 수 있다.
즉, 슬라이딩부(230)는 하부로드(200)의 길이 방향으로 형성된 레일(210)에 슬라이딩 가능하도록 결합되고, 제1탄성체(260)는 슬라이딩부(230)가 하부로드(200)를 기준으로 하방으로 당겨지도록 형성될 수 있다. 제1탄성체(260)의 탄성력에 의해 하부로드(200)는 슬라이딩부(230)를 기준으로 상방으로 당겨질 수 있다.
이에 따라, 착용자가 일어선 자세에서 착용자의 하중이 가해지지 않은 상태에서 하부로드(200)는 착용자의 하퇴에 결합된 하퇴 지지부를 기준으로 상방으로 당겨진다. 따라서, 착용자가 일어선 자세에서는 하부로드(200)의 하단부(280)가 지면에 접촉되지 않도록 상승된 상태로 유지되어 착용자의 보행에 대한 간섭을 최소화하는 효과를 갖는다.
하부로드(200)에는 일단이 하부로드(200)에 고정되고, 타단이 지지로드(300)의 하단부에 결합되어 상부로드(100)가 하부로드(200)를 기준으로 펴지는 방향과 동일한 방향으로 지지로드(300)를 회전시키도록 회전력을 가하는 제2탄성체(290)가 형성될 수 있다.
제2탄성체(290)는 상부로드(100)가 하부로드(200)를 기준으로 펴지는 방향과 동일한 방향으로 지지로드(300)를 회전시키도록 회전력을 가할 수 있다. 즉, 도시한 것과 같이 지지로드(300)의 하단부에서 지지로드(300)를 반시계방향으로 회전시키도록 회전력을 가하는 것으로, 지지로드(300)의 상단부가 상부로드(100)에 항상 맞닿도록 지지로드(300)의 상단부가 상부로드(100) 측 방향으로 회전되도록 회전력을 가할 수 있다.
이를 위한 구성으로, 제2탄성체(290)의 일단은 하부로드(200)에 고정되고, 타단이 지지로드(300)의 하단부에 직접 결합될 수 있다. 또는, 도시한 것과 같이 고리 형상의 별도의 구성을 통하여 간접적으로 결합될 수 있다.
또 다른 실시예로는, 일단이 하부로드(200)에 고정되면서 지지로드(300)가 하부로드(200)를 기준으로 회전하는 회전중심을 둘러싸며, 타단이 지지로드(300)의 하단부에 결합된 코일 형상의 스프링의 구성을 가질 수 있다.
제2탄성체(290)의 회전력은 상부로드(100)가 하부로드(200)을 기준으로 회전할 정도로 강한 탄성력을 갖는 것은 아니고, 단순히 지지로드(300)의 상단부가 상부로드(100) 슬라이딩시 접촉을 유지할 정도면 충분하다. 이에 따라, 지지로드(300)의 상단부가 상부로드(100)에 항상 맞닿아 상부로드(100)에 슬라이딩 되는 효과를 갖고, 후술하는 제2베어링(310)이 상부로드(100)에 항상 접촉되어 지지로드(300)가 부드럽게 슬라이딩되는 효과를 갖는다.
도 7a 내지 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 착좌각이 변경 가능한 착용식 의자의 지지로드의 상단부를 도시한 것이다.
도 7a 내지 7b을 더 참조하면, 지지로드(300)의 상단부에는 지지로드(300)가 상부로드(100)를 따라 슬라이딩되도록 회전하는 제2베어링(310)이 형성될 수 있다. 제2베어링(310)은 지지로드(300)가 상부로드(100)를 따라 슬라이딩되는 상부로드(100)의 길이방향에 수직한 회전축을 중심으로 회전하도록 지지로드(300)의 상단부에 결합된 베어링일 수 있다. 이에 따라, 제2베어링(310)에 의해 지지로드(300)가 상부로드(100)를 따라 슬라이딩시 부드러운 이동이 가능한 효과를 갖는다.
특히, 도 7a에 도시된 것과 같이 제2베어링(310)은 상부로드(100) 방향으로 지지로드(300)의 외부로 노출되거나, 도 7b에 도시된 것과 같이 지지로드(300) 내부로 삽입되도록 지지로드(300)의 상단부에 형성된 가압홈(320)의 내부에서 이동 가능하게 지지로드(300)에 결합될 수 있다.
또한, 지지로드(300)에는 제2베어링(310)이 가압홈(320)을 따라 상부로드(100) 측 외부로 노출되도록 제2베어링(310)을 가압하는 제3탄성체(330)가 형성될 수 있다.
제2베어링(310)은 지지로드(300)의 상단부에 결합되되, 지지로드(300)와 일부 상대 이동이 가능하도록 가압홈(320) 내부에 결합될 수 있다. 가압홈(320)은 제2베어링(310)의 회전축이 이동될 수 있도록 지지로드(300)의 상단부에 형성되고, 제2베어링(310)은 가압홈(320)의 내부에서 상부로드(100) 측 외부로 노출되거나 지지로드(300) 내부로 삽입되도록 이동될 수 있다.
제3탄성체(330)는 지지로드(300)에는 제2베어링(310)이 가압홈(320)을 따라 상부로드(100) 측 외부로 노출되도록 제2베어링(310)을 가압하도록 탄성력을 가할 수 있다. 이에 따라, 별도의 외력이 없는 경우, 제3탄성체(330)에 의해 제2베어링(310)은 상부로드(100) 측 외부로 노출될 수 있다.
상기 구성에 의해, 제2베어링(310)은 제3탄성체(330)에 의해 지지로드(300)의 상단부 외측에 노출된 상태로 지지로드(300)가 상부로드(100)를 따라 부드럽게 슬라이딩될 수 있다. 다만, 착용자의 착좌시와 같이 지지로드(300)가 가압되면 제2베어링(310)은 제3탄성체(330)의 탄성력을 이겨내고 지지로드(300) 내부로 삽입되어 외력에 의해 파손되지 않도록 보호되는 효과를 갖는다.
본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 상부로드 200 : 하부로드
300 : 지지로드 400 : 스위치
410 : 본체부 420 : 회전부
421 : 제1베어링 130, 430 : 자석
310 : 제2베어링 500 : 회전중심

Claims (14)

  1. 길이 방향으로 연장되어 착용자의 대퇴부에 연결된 상부로드;
    길이 방향으로 연장되어 착용자의 하퇴부에 연결되고, 상단부가 회전 중심을 통하여 상부로드의 하단부와 서로 상대 회전 가능하게 결합되며, 하단부는 착용자의 착좌시 지면에 접촉되는 하부로드; 및
    상단부는 상부로드에서 슬라이딩이 저지되는 위치가 가변 가능하도록 상부로드에 슬라이딩 가능하게 결합되고, 하단부는 하부로드에 회전 가능하게 결합되어 착용자의 착좌시 상부로드와 하부로드 사이에서 길이 방향으로 압축력을 지지하는 지지로드;를 포함하고,
    상부로드에서 지지로드의 상단부가 슬라이딩이 저지되는 위치가 가변됨에 따라 착용자의 착좌시 상부로드와 하부로드의 회전중심으로부터 지지로드 사이의 직선거리가 가변되되,
    상부로드에 상부로드의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 결합되되 복수의 위치에서 슬라이딩이 저지되도록 상부로드에 고정 가능하게 결합된 스위치;를 더 포함하고,
    스위치의 일측 단부에는 상부로드 측으로 돌출된 결합돌기가 형성되고, 상부로드의 복수의 위치에는 결합홈이 형성되어 결합돌기가 결합홈에 삽입시 스위치와 상부로드 사이의 슬라이딩이 저지되도록 고정되며,
    스위치의 고정 해제시 스위치에 형성된 제1베어링을 통해 결합돌기가 결합홈에서 이탈되는 것을 특징으로 하는 트러스 구조를 갖는 착용식 의자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    지지로드의 상단부 및 하단부는 상부로드 또는 하부로드의 내부에 일부가 삽입된 상태로 슬라이딩 가능하거나 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 트러스 구조를 갖는 착용식 의자.
  3. 청구항 2에 있어서,
    하부로드는 상부로드의 내부에서 회전 가능하게 결합되어 하부로드가 상부로드와 서로 접히는 방향으로 상대 회전되면 지지로드의 일부가 하부로드 내부에 삽입된 상태로 하부로드의 일부가 상부로드 내부로 삽입되는 것을 특징으로 하는 트러스 구조를 갖는 착용식 의자.
  4. 청구항 1에 있어서,
    스위치가 상부로드에 고정됨에 따라 지지로드의 상단부가 스위치에 의해 지지되어 지지로드의 슬라이딩이 저지되는 것을 특징으로 하는 트러스 구조를 갖는 착용식 의자.
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서,
    스위치는 결합돌기가 형성된 본체부와 본체부에 회전 가능하게 결합되고 일단부에 제1베어링이 형성된 회전부로 구성되고,
    회전부가 본체부를 기준으로 상대 회전되면 제1베어링이 결합돌기의 돌출 방향으로 노출되고 결합돌기가 결합홈에서 이탈되는 것을 특징으로 하는 트러스 구조를 갖는 착용식 의자.
  7. 청구항 6에 있어서,
    본체부에는 결합돌기의 돌출 방향과 반대 방향으로 돌출된 지지대가 형성되고, 회전부의 타단부는 지지대와 비스듬한 방향으로 연장되어 회전부의 타단부가 지지대 측으로 가압됨에 따라 회전부가 본체부를 기준으로 회전되는 것을 특징으로 하는 트러스 구조를 갖는 착용식 의자.
  8. 청구항 1에 있어서,
    스위치의 결합돌기가 상부로드의 결합홈 내부로 삽입되는 스위치의 위치에 스위치와 상부로드에 서로 인력이 작용하는 자석이 각각 서로 마주보게 마련된 것을 특징으로 하는 트러스 구조를 갖는 착용식 의자.
  9. 청구항 8에 있어서,
    스위치에는 자석이 결합돌기와 이격되어 복수 개로 마련되고, 상부로드에는 자석이 스위치의 결합돌기가 상부로드의 결합홈 내부로 삽입되는 스위치의 위치에서 스위치에 마련된 복수 개의 자석에 각각 대응되는 위치에 마련되는 것을 특징으로 하는 트러스 구조를 갖는 착용식 의자.
  10. 청구항 1에 있어서,
    하부로드의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하게 하부로드에 결합된 슬라이딩부;
    착용자의 하퇴부에 직접 결합된 하퇴 고정부;
    일단이 하퇴 고정부의 상부에 결합되고, 타단이 슬라이딩부에 회전 가능하게 결합된 제1연결부; 및
    일단이 하퇴 고정부의 하부에 회전 가능하게 결합되고, 타단이 하부로드의 하부에 회전 가능하게 결합된 제2연결부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트러스 구조를 갖는 착용식 의자.
  11. 청구항 10에 있어서,
    하부로드에는 길이방향으로 형성된 레일이 마련되고, 슬라이딩부는 레일을 따라 하부로드의 길이 방향으로 슬라이딩 가능하며,
    슬라이딩부를 하방으로 당기는 방향으로 탄성력을 가하는 제1탄성체가 하부로드에 형성된 것을 특징으로 하는 트러스 구조를 갖는 착용식 의자.
  12. 청구항 1에 있어서,
    하부로드에는 일단이 하부로드에 고정되고, 타단이 지지로드의 하단부에 결합되어 상부로드가 하부로드를 기준으로 펴지는 방향과 동일한 방향으로 지지로드를 회전시키도록 회전력을 가하는 제2탄성체가 형성된 것을 특징으로 하는 트러스 구조를 갖는 착용식 의자.
  13. 청구항 1에 있어서,
    지지로드의 상단부에는 지지로드가 상부로드를 따라 슬라이딩되도록 회전하는 제2베어링이 형성된 것을 특징으로 하는 트러스 구조를 갖는 착용식 의자.
  14. 청구항 13에 있어서,
    제2베어링은 상부로드 방향으로 지지로드의 외부로 노출되거나 지지로드 내부로 삽입되도록 지지로드의 상단부에 형성된 가압홈의 내부에서 이동 가능하게 지지로드에 결합되고,
    지지로드에는 제2베어링이 가압홈을 따라 상부로드 측 외부로 노출되도록 제2베어링을 가압하는 제3탄성체가 형성된 것을 특징으로 하는 트러스 구조를 갖는 착용식 의자.
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