KR20120124677A

KR20120124677A - Knee Joint Assistive Device Having Mechanism of Variable Center of Rotation

Info

Publication number: KR20120124677A
Application number: KR1020110042481A
Authority: KR
Inventors: 전도영; 황범수
Original assignee: 서강대학교산학협력단
Priority date: 2011-05-04
Filing date: 2011-05-04
Publication date: 2012-11-14
Also published as: KR101283143B1

Abstract

PURPOSE: A knee joint auxiliary device is provided to improve following accuracy on the rotation centroid locus of knee joint and to be applicable to passive and active systems. CONSTITUTION: A knee joint auxiliary device comprises a knee joint part(10), a thigh frame(20), a thigh joint(21), a shin frame(22), a shin joint(23), and a footwear joint(24). The thigh frame is combined with the knee joint part. The shin frame is combined with the knee joint part. The knee joint part rotates the shin frame against the thigh frame and has a variable rotation centroid mechanism.

Description

Knee Joint Assistive Device Having Mechanism of Variable Center of Rotation

본 발명은 슬관절 보조장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 인체 슬관절의 생역학적 운동특성을 적용한 메커니즘으로 착용자의 편의성을 향상시킨 슬관절 보조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a knee assist device, and more particularly, to a knee assist device which improves the comfort of a wearer by applying a biomechanical motion characteristic of a human knee joint.

인체 슬관절은 굴곡 각도에 따라 시상면상의 회전중심이 변하는 운동특성을 갖는다. 보조기 및 의족 분야에서는 이러한 슬관절의 운동특성을 반영하는 메커니즘들이 개발되어 왔으나, 종래에는 사절링크(four-bar linkage)를 이용하여 인체 슬관절의 회전중심 궤적을 추종하는 방식이 대부분이었다.The human knee joint has a movement characteristic in which the rotational center on the sagittal plane changes according to the bending angle. Mechanisms have been developed to reflect the motion characteristics of the knee joint in the brace and prosthetic leg, but conventionally, four-bar linkage has been used to follow the rotational center trajectory of the human knee joint.

최근 들어 활발히 연구 개발되고 있는 외골격 시스템은 착용자에게 근력을 보조해주기 위한 능동적 구동장치로서, 인체와의 결합 형태에 따라 크게 인체 모사형(anthropomorphic) 구조와 비-인체 모사형(non-anthropomorphic) 구조로 분류할 수 있다. 인체 모사형 구조는 외골격 프레임과 인체가 최대한 밀착되어 결합되는 형태로, 주로 재활훈련 용도 및 마비 장애인의 운동보조를 목적으로 사용된다. 비-인체 모사형 구조는 외골격 프레임과 인체의 결합지점을 최소로 한 형태로, 정상인의 근력 증폭 등을 목적으로 할 때 활동성을 보장하기 위하여 주로 사용된다. 인체 모사형 구조의 경우에는 외골격 프레임과 인체의 결합지점이 많으며 밀착되어 있으므로, 동작 편의성을 위해서는 인체의 생역학적 움직임을 최대한 유사하게 추종하는 관절부 운동 메커니즘이 요구된다.The exoskeleton system, which has been actively researched and developed recently, is an active driving device for assisting the muscle strength to the wearer. Can be classified. The human body-like structure is a form in which the exoskeleton frame and the human body are closely coupled to each other, and are mainly used for rehabilitation purposes and for the purpose of assisting the paralyzed disabled. The non-human simulated structure is a form that minimizes the coupling point between the exoskeleton frame and the human body, and is mainly used to ensure activity when aiming to amplify strength of a normal person. In the case of the human model structure, since the joint points of the exoskeleton frame and the human body are many and closely adhered to each other, the joint movement mechanism is required to follow the biomechanical movement of the human body as closely as possible.

외골격 시스템은 일반적인 보조기 및 의족 분야와 달리 액추에이터에 의해 능동적으로 구동되기 때문에, 슬관절 시스템에 있어서 사절링크와 같이 종래의 수동 운동 장치에서 개발된 기술의 적용이 어렵다. 이러한 구현상의 어려움으로 인하여 대부분의 외골격 시스템에서는 회전중심이 고정되어 있는 단순 힌지 조인트나 기어의 맞물림을 이용하여 제한적으로 인체의 회전중심 궤적을 추종하는 형태를 채택하고 있다.Since the exoskeleton system is actively driven by an actuator unlike the general assistive and prosthetic fields, it is difficult to apply the technology developed in the conventional manual exercise device such as the trimmer link in the knee joint system. Due to this difficulty in implementation, most exoskeleton systems adopt a form of following the rotation center trajectory of the human body by using a simple hinge joint or gear meshing with a fixed rotation center.

본 발명의 목적은 인체 슬관절의 회전중심 궤적에 대한 추종 정확도를 향상시킨 재활 및 근력지원용 슬관절 보조장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a knee assist device for rehabilitation and muscle strength support for improved tracking accuracy of the rotational trajectory of the human knee joint.

본 발명의 다른 목적은 수동형 및 능동형 시스템 모두에 적용 가능한 가변형 회전중심 메커니즘을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a variable rotation center mechanism applicable to both passive and active systems.

본 발명의 또 다른 목적은 착용자에 따라서 슬관절 회전중심의 궤적이 달라지는 경우에도 추종이 가능한 가변형 메커니즘을 적용함으로써 다수의 사용자에게 편의성을 확보할 수 있는 슬관절 보조장치를 제공하기 위한 것이다.Still another object of the present invention is to provide a knee joint assisting device that can secure convenience to a large number of users by applying a variable mechanism that can be followed even when the trajectory of the knee rotation center varies depending on the wearer.

이러한 목적들을 달성하기 위하여, 본 발명은 다음과 같은 구성의 슬관절 보조장치를 제공한다.In order to achieve these objects, the present invention provides a knee assist device having the following configuration.

본 발명에 따른 슬관절 보조장치는, 인체의 무릎 관절에 해당하는 슬관절부; 상기 슬관절부에 결합되는 허벅지 프레임; 상기 슬관절부에 결합되는 정강이 프레임을 포함하며, 상기 슬관절부는 상기 허벅지 프레임에 대하여 상기 정강이 프레임을 회전시키고, 상기 정강이 프레임의 회전중심을 변화시키는 가변형 회전중심 메커니즘을 가지는 것을 특징으로 한다.Knee support apparatus according to the present invention, the knee joint corresponding to the knee joint of the human body; A thigh frame coupled to the knee joint; And a shin frame coupled to the knee joint, wherein the knee joint has a variable rotation center mechanism for rotating the shin frame with respect to the thigh frame and changing the center of rotation of the shin frame.

본 발명의 슬관절 보조장치에 있어서, 상기 슬관절부는 인체 슬관절의 생역학적 회전중심 궤적으로부터 도출되며 하나의 굴곡각에 대해서도 여러 위치로 움직일 수 있는 자유도를 가지는 슬롯을 구비할 수 있다.In the knee assisting device of the present invention, the knee joint may be provided with a slot having a degree of freedom derived from the biomechanical center of rotation of the human knee joint and capable of moving to various positions with respect to one flexion angle.

또한, 본 발명의 슬관절 보조장치에 있어서, 상기 슬관절부는, 상기 허벅지 프레임과 체결되는 상부 프레임; 상기 정강이 프레임과 체결되는 하부 프레임; 상기 상부 프레임과 회전 가능하게 결합되고 상기 하부 프레임과 고정 결합되는 슬관절 구동 프레임; 상기 슬관절 구동 프레임 상에 형성되는 슬롯; 상기 슬롯에 장착되어 자유롭게 움직이는 이동 블록을 구비할 수 있으며, 상기 하부 프레임은 상기 이동 블록을 통해 상기 슬관절 구동 프레임과 결합되고, 상기 슬관절 구동 프레임에 의해 상기 상부 프레임에 대해 회전운동이 가능하며, 상기 슬롯과 상기 이동 블록에 의해 병진 운동이 가능한 것이 바람직하다.In addition, in the knee assisting device of the present invention, the knee joint, the upper frame is fastened to the thigh frame; A lower frame coupled to the shin frame; A knee joint frame rotatably coupled to the upper frame and fixedly coupled to the lower frame; A slot formed on the knee joint drive frame; And a movable block mounted to the slot and freely moving, wherein the lower frame is coupled to the knee joint drive frame through the movable block, and the rotary frame is rotatable with respect to the upper frame by the knee joint drive frame. It is preferable that the translation motion is possible by the slot and the moving block.

이 경우, 상기 슬관절부는 상기 슬관절 구동 프레임에 회전 구동력을 제공하는 액추에이터를 더 구비할 수 있다.In this case, the knee joint may further include an actuator that provides a rotational driving force to the knee joint drive frame.

또한, 상기 슬관절 구동 프레임은 상기 이동 블록이 상기 슬롯을 이탈하지 않도록 운동 범위를 제한하기 위하여 상기 슬롯에 형성된 슬롯 멈춤부를 구비할 수 있다.In addition, the knee joint drive frame may include a slot stop formed in the slot to limit the range of motion so that the moving block does not leave the slot.

또한, 상기 슬관절부는 상기 슬롯을 따라 움직이는 상기 하부 프레임이 원래 위치로 복귀하도록 힘을 제공하는 원점복귀용 스프링을 더 구비할 수 있다.The knee joint may further include an origin return spring that provides a force to return the lower frame moving along the slot to its original position.

본 발명에 따른 슬관절 보조장치는 일반적인 구조의 슬관절 보조장치에 비해 인체의 생역학적 회전중심 변화에 대한 추종 정확도를 향상시킴으로써 향상된 착용자 편의성을 가지는 구조 및 메커니즘을 제공한다.The knee assisting device according to the present invention provides a structure and a mechanism having improved wearer convenience by improving the tracking accuracy of the biodynamic rotation center change of the human body compared to the knee assisting device of the general structure.

또한, 본 발명에 따른 슬관절 보조장치는 일반적인 구조의 슬관절 보조장치에 비해 착용자마다 다른 회전중심 궤적을 추종 가능한 구조 및 메커니즘을 제공한다.In addition, the knee assisting device according to the present invention provides a structure and mechanism capable of following a rotation center trajectory different for each wearer as compared to the knee joint assisting device of the general structure.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 슬관절 보조장치의 개략적인 전체 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬관절 보조장치에서 액추에이터를 이용한 능동형 구동 메커니즘 및 관절의 가변 회전중심 메커니즘을 나타내는 슬관절부의 사시도이다.
도 3은 도 2의 분해 사시도이다.
도 4는 슬관절의 가변 회전중심 메커니즘을 나타내는 슬관절부의 정면도이다.1 is a schematic overall perspective view of a knee assist device according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view of a knee joint showing an active driving mechanism using an actuator and a variable rotation center mechanism of a joint in a knee assisting device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view of FIG. 2. FIG.
4 is a front view of the knee joint showing a variable rotation center mechanism of the knee joint.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 다만, 실시예를 설명함에 있어서 본 발명이 속하는 기술 분야에 잘 알려져 있고 본 발명과 직접 관련이 없는 사항에 대해서는 본 발명의 핵심을 흐리지 않고 명확히 전달하기 위해 설명을 생략할 수 있다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, in describing the embodiments, the descriptions may be omitted to clearly convey matters that are well known in the art to which the present invention pertains and are not directly related to the present invention without obscuring the core of the present invention.

한편, 첨부 도면에 있어서 일부 구성요소는 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것이 아니다. 첨부 도면을 통틀어 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조번호를 부여한다.On the other hand, in the accompanying drawings, some components are exaggerated, omitted, or schematically illustrated, and the size of each component does not entirely reflect the actual size. Like reference numerals refer to like or corresponding elements throughout the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 슬관절 보조장치의 개략적인 전체 사시도이다. 도 1을 참조하면, 슬관절 보조장치(100)는 크게 슬관절부(10), 허벅지 프레임(20), 허벅지 결합부(21), 정강이 프레임(22), 정강이 결합부(23), 신발 결합부(24)로 구성된다.1 is a schematic overall perspective view of a knee assist device according to an embodiment of the present invention. Referring to Figure 1, the knee assist device 100 is large knee joint 10, thigh frame 20, thigh coupling 21, shin frame 22, shin coupling 23, shoe coupling ( 24).

슬관절부(10)는 인체의 무릎 관절에 해당하며, 허벅지 프레임(20)과 정강이 프레임(22)은 각각 인체의 허벅지와 정강이에 대응한다. 허벅지 프레임(20)과 정강이 프레임(22)은 슬관절부(10)에 각각 결합되며, 슬관절부(10)는 허벅지 프레임(20)에 대하여 정강이 프레임(22)을 회전시킨다. 사용자가 슬관절 보조장치(100)를 착용할 때, 허벅지 결합부(21)와 정강이 결합부(23)는 각각 인체의 허벅지와 정강이에 결합된다. 아울러, 신발 결합부(24)는 사용자의 신발에 결합된다.The knee joint 10 corresponds to the knee joint of the human body, and the thigh frame 20 and the shin frame 22 correspond to the thigh and the shin of the human body, respectively. The thigh frame 20 and the shin frame 22 are respectively coupled to the knee joint 10, and the knee joint 10 rotates the shin frame 22 with respect to the thigh frame 20. When the user wears the knee assisting device 100, the thigh coupling portion 21 and the shin coupling portion 23 is coupled to the thigh and shin of the human body, respectively. In addition, the shoe coupling unit 24 is coupled to the user's shoes.

특히, 슬관절부(10)는 인체 슬관절의 회전중심 궤적에 대한 추종 정확도를 향상시키기 위하여 가변형 회전중심 메커니즘을 채택하고 있다. 이하, 본 발명에 따른 슬관절 보조장치(100)의 슬관절부(10)에 대하여 구체적으로 설명한다.In particular, the knee joint 10 employs a variable rotation center mechanism to improve the tracking accuracy of the human knee joint trajectory. Hereinafter, the knee joint portion 10 of the knee assist device 100 according to the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 슬관절 보조장치에서 액추에이터를 이용한 능동형 구동 메커니즘 및 관절의 가변 회전중심 메커니즘을 나타내는 슬관절부의 사시도이다. 도 3은 도 2의 분해 사시도이며, 도 4는 슬관절의 가변 회전중심 메커니즘을 나타내는 슬관절부의 정면도이다.2 is a perspective view of a knee joint showing an active driving mechanism using an actuator and a variable rotation center mechanism of a joint in a knee assisting device according to an embodiment of the present invention. Figure 3 is an exploded perspective view of Figure 2, Figure 4 is a front view of the knee joint showing a variable rotation center mechanism of the knee joint.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 특히 도 3의 분해 사시도에 잘 나타난 바와 같이, 슬관절 보조장치의 슬관절부(도 1의 10)는 크게 액추에이터(60), 상부 프레임(30), 감속기(62), 슬관절 구동 프레임(50), 하부 프레임(40)을 포함하여 구성된다.2 to 4, in particular, as shown in the exploded perspective view of FIG. 3, the knee joint (10 in FIG. 1) of the knee joint assisting device is largely the actuator 60, the upper frame 30, and the speed reducer 62. , The knee joint drive frame 50, and the lower frame 40 is configured.

상부 프레임(30)은 허벅지 프레임 체결부(31)를 통해 허벅지 프레임(도 1의 20)과 체결되고, 하부 프레임(40)은 정강이 프레임 체결부(41)를 통해 정강이 프레임(도 1의 22)에 체결된다.The upper frame 30 is fastened to the thigh frame (20 of FIG. 1) through the thigh frame fastening portion 31, and the lower frame 40 is the shin frame (22 of FIG. 1) through the shin frame fastening portion 41. Is fastened to.

액추에이터(60), 상부 프레임(30), 감속기(62), 슬관절 구동 프레임(50)은 각각 납작한 원통형이다. 슬관절 구동 프레임(50)의 일측(도면에서는 좌측)에는 상부 프레임(30)이 위치하고, 타측에는 하부 프레임(40)이 위치한다. 이때, 슬관절 구동 프레임(50)과 상부 프레임(30) 사이에는 감속기(62)가 개재되며, 슬관절 구동 프레임(50)과 하부 프레임(40) 슬롯(51)과 이동 블록(52) 등이 개재된다. 감속기(62)와 반대 방향으로 상부 프레임(30)의 일측에는 액추에이터(60)가 위치한다.The actuator 60, the upper frame 30, the reducer 62, and the knee joint drive frame 50 are each flat and cylindrical. The upper frame 30 is positioned at one side (left side in the drawing) of the knee joint drive frame 50, and the lower frame 40 is positioned at the other side. At this time, the reducer 62 is interposed between the knee joint drive frame 50 and the upper frame 30, and the slot 51 and the movable block 52 are interposed between the knee joint drive frame 50 and the lower frame 40. . The actuator 60 is located on one side of the upper frame 30 in the opposite direction to the reducer 62.

기본적으로 위와 같은 위치관계를 가지는 슬관절부(10)의 각 구성에 대하여 이하 좀 더 구체적으로 설명한다.Basically, each configuration of the knee joint part 10 having the above positional relationship will be described in more detail below.

액추에이터(60)는 슬관절부(10)의 능동적 회전구동을 위한 것이다. 액추에이터(60)는 상부 프레임(30)의 일측에 고정적으로 결합되며, 상부 프레임(30) 쪽으로 돌출된 구동축(61)을 구비한다. 액추에이터(60)의 구동축(61)은 상부 프레임(30)을 관통하고 감속기(62)를 거쳐 슬관절 구동 프레임(50)에 결합됨으로써 슬관절 구동 프레임(50)을 회전 구동시킨다.The actuator 60 is for active rotational driving of the knee joint 10. The actuator 60 is fixedly coupled to one side of the upper frame 30 and includes a drive shaft 61 protruding toward the upper frame 30. The drive shaft 61 of the actuator 60 penetrates the upper frame 30 and is coupled to the knee joint drive frame 50 via the reducer 62 to thereby rotationally drive the knee joint drive frame 50.

슬관절 구동 프레임(50)은 액추에이터(60)에 의해 구동력을 전달받아 회전한다. 특히, 슬관절 구동 프레임(50) 상에는 특정 형상의 슬롯(51)이 형성된다. 이 슬롯(51)은 인체 슬관절의 시상면 상에서 굴곡각에 따른 회전중심 변화 궤적으로부터 도출되어 회전중심 궤적을 추종한다. 즉, 슬롯(51)은 슬관절 구동 프레임에 일정 각도로 기울어져 형성된다.The knee joint drive frame 50 is rotated by receiving a driving force by the actuator 60. In particular, a slot 51 having a specific shape is formed on the knee joint drive frame 50. The slot 51 is derived from the rotation center change trajectory according to the bending angle on the sagittal plane of the human knee joint and follows the rotation center trajectory. That is, the slot 51 is inclined at a predetermined angle to the knee joint drive frame.

또한, 슬롯(51)에는 이동 블록(52)이 장착된다. 이동 블록(52)은 슬롯(51)을 따라 자유롭게 움직일 수 있다. 즉, 이동 블록(52)은 슬롯(51) 상에서 일정량의 변위 스트로크를 가진다. 이동 블록(52)은 하부 프레임(40)과 결합된다. 따라서 하부 프레임(40)은 상부 프레임(30)에 대해 회전운동뿐만 아니라 슬롯을 따라 병진운동이 가능하게 된다. 즉, 슬관절 구동 프레임(50) 상에 형성된 특정 형상의 슬롯(51)은 하나의 굴곡각에 대해서도 여러 위치로 움직일 수 있는 자유도를 제공하므로, 다수의 슬관절 보조장치 착용자에게 원하는 회전궤적을 구현하여 편의성을 향상시킬 수 있다.In addition, the moving block 52 is mounted in the slot 51. The moving block 52 can move freely along the slot 51. That is, the moving block 52 has a certain amount of displacement stroke on the slot 51. The moving block 52 is coupled with the lower frame 40. Therefore, the lower frame 40 is capable of translation along the slots as well as rotational movement with respect to the upper frame 30. That is, since the slot 51 having a specific shape formed on the knee drive frame 50 provides a degree of freedom to move to a plurality of positions even for one bend angle, it is possible to implement a desired rotational trajectory for a plurality of knee assistive device wearers. Can improve.

또한, 슬관절 구동 프레임(50)은 슬롯(51)의 한쪽 끝에 형성된 슬롯 멈춤부(53)를 구비한다. 슬롯 멈춤부(53)는 착용자로부터 과도한 힘이 가해졌을 경우에도 이동 블록(52)이 슬롯(51)을 이탈하지 않도록 운동 범위를 제한하는 역할을 한다.In addition, the knee joint drive frame 50 includes a slot stop 53 formed at one end of the slot 51. The slot stop 53 serves to limit the range of motion so that the moving block 52 does not leave the slot 51 even when excessive force is applied from the wearer.

하부 프레임(40)은 이동 블록(52)을 통해 슬관절 구동 프레임(50)에 결합된다. 즉, 하부 프레임(40)은 슬롯(51)을 따라 움직이는 이동 블록(52)과 연결된다. 따라서 인체와 보조장치 사이의 회전중심 불일치로 인하여 착용자로부터 힘이 가해지는 경우, 하부 프레임(40)은 이동 블록(52)을 통해 슬롯(51)을 따라 움직이게 된다. 반면에, 그 외의 경우에는 슬롯의 원점으로 복귀하도록 힘을 제공하는 원점복귀용 스프링(42)에 의해 하부 프레임(40)이 원래 위치로 복귀할 수 있다. 원점복귀용 스프링(42)은 한쪽 끝이 하부 프레임(40)에 결합되고 반대쪽 끝이 슬관절 구동 프레임(50)에 결합된다. 이때, 슬관절 구동 프레임(50)과의 결합 부위는 슬롯 멈춤부(53)가 형성된 슬롯(51)의 반대쪽 방향이다.The lower frame 40 is coupled to the knee joint drive frame 50 through a moving block 52. That is, the lower frame 40 is connected to the moving block 52 moving along the slot 51. Therefore, when a force is applied from the wearer due to the rotation center mismatch between the human body and the auxiliary device, the lower frame 40 moves along the slot 51 through the moving block 52. On the other hand, the lower frame 40 can be returned to its original position by the homing spring 42 which provides a force to return to the slot origin. The zero return spring 42 has one end coupled to the lower frame 40 and the other end coupled to the knee joint drive frame 50. At this time, the engaging portion with the knee joint drive frame 50 is the opposite direction of the slot 51, the slot stop 53 is formed.

이상 설명한 바와 같이, 하부 프레임(40)은 슬관절 구동 프레임(50)으로부터 액추에이터(60)의 구동력을 전달받아 회전하면서 동시에 슬관절 구동 프레임(50) 상의 슬롯(51)을 따라 자유롭게 움직이는 것이 가능하다. 이와 같이, 본 발명의 슬관절부(10)는 굴곡각에 따라 회전중심이 변화하는 가변형 회전중심 메커니즘을 가진다.As described above, the lower frame 40 may rotate while receiving the driving force of the actuator 60 from the knee joint drive frame 50 and move freely along the slot 51 on the knee joint drive frame 50. As such, the knee joint part 10 of the present invention has a variable rotation center mechanism in which the rotation center changes according to the bending angle.

전술한 실시예는 슬관절부(10)의 능동적 회전구동을 위한 액추에이터(60)를 포함하는 경우에 해당한다. 그러나 본 발명이 반드시 이 경우에만 국한되는 것은 아니며, 액추에이터가 포함되지 않는 수동형 보조장치의 경우에도 적용 가능하다. 수동형의 경우에는 슬관절 구동 프레임(50)의 회전을 위해 베어링과 같은 회전요소 부품이 포함될 수 있다.The above-described embodiment corresponds to a case including an actuator 60 for active rotation driving of the knee joint 10. However, the present invention is not necessarily limited to this case, and may be applied to a passive auxiliary device in which an actuator is not included. In the case of the passive type, a rotation element component such as a bearing may be included to rotate the knee drive frame 50.

본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시예들은 본 발명이 기술 내용을 쉽게 설명하고 본 발명의 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.The embodiments of the present invention disclosed in the specification and the drawings are only intended to provide specific examples to easily explain the technical contents and help the understanding of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention. It will be apparent to those skilled in the art that other modifications based on the technical idea of the present invention are possible in addition to the embodiments disclosed herein.

100: 슬관절 보조장치 10: 슬관절부
20: 허벅지 프레임 21: 허벅지 결합부
22: 정강이 프레임 23: 정강이 결합부
24: 신발 결합부 30: 상부 프레임
31: 허벅지 프레임 체결부 40: 하부 프레임
41: 정강이 프레임 체결부 42: 원점복귀용 스프링
50: 슬관절 구동 프레임 51: 슬롯
52: 이동 블록 53: 슬롯 멈춤부
60: 액추에이터 61: 구동축
62: 감속기100: knee support device 10: knee joint
20: thigh frame 21: thigh joint
22: shin frame 23: shin coupling portion
24: shoe coupling portion 30: upper frame
31: thigh frame fastening portion 40: lower frame
41: Shin frame fastening part 42: Spring for return to origin
50: knee joint drive frame 51: slot
52: moving block 53: slot stop
60: actuator 61: drive shaft
62: reducer

Claims

Knee joints corresponding to the knee joints of the human body;
A thigh frame coupled to the knee joint;
Shin frame coupled to the knee joint;
/ RTI >
The knee joint is a knee assist device characterized in that it has a variable rotation center mechanism for rotating the shin frame relative to the thigh frame, and changing the center of rotation of the shin frame.

The method of claim 1,
The knee joint is derived from the biomechanical center of rotation of the knee joint of the human knee joint, characterized in that it has a slot having a degree of freedom to move to a plurality of positions even for one bending angle.

The method of claim 1,
The knee joint,
An upper frame coupled to the thigh frame;
A lower frame coupled to the shin frame;
A knee joint frame rotatably coupled to the upper frame and fixedly coupled to the lower frame;
A slot formed on the knee joint drive frame;
A movable block mounted to the slot and freely moving;
And,
The lower frame is coupled to the knee joint drive frame through the movable block, the knee joint drive frame is capable of rotational movement with respect to the upper frame, characterized in that the translational movement is possible by the slot and the movable block. Knee assist device.

The method of claim 3,
The knee joint,
An actuator providing a rotational driving force to the knee joint drive frame;
Knee support device characterized in that it further comprises.

The method of claim 3,
The knee joint drive frame comprises a slot stop formed in the slot to limit the range of motion so that the moving block does not leave the slot.

The method of claim 3,
The knee joint,
A return spring for providing a force to return the lower frame moving along the slot to its original position;
Knee support device characterized in that it further comprises.