KR20150019944A

KR20150019944A - 식사 보조 로봇

Info

Publication number: KR20150019944A
Application number: KR20130097441A
Authority: KR
Inventors: 박대근; 인현기; 조규진
Original assignee: 서울대학교산학협력단
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2015-02-25
Also published as: KR101496743B1

Abstract

식사 보조 로봇은 착용부, 동력 전달부 및 구동부를 포함한다. 상기 착용부는 사용자 상체의 전면 몸통, 후면 몸통 및 팔에 각각 착용되는 전면부, 후면부 및 팔부를 포함한다. 상기 동력 전달부는 상기 착용부의 후면부 및 전면부를 거쳐 상기 팔부에 고정된다. 상기 구동부는 상기 착용부와 이격 배치되고, 상기 동력 전달부에 동력을 전달하여 상기 착용부의 팔부를 이동시킨다.

Description

식사 보조 로봇{ASSISTING ROBOT FOR EATING}

본 발명은 식사 보조 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 손이나 팔을 자유롭게 사용할 수 없는 장애인용 식사 보조 로봇에 관한 것이다.

최근 노약자, 장애인 등 거동이 불편한 자들을 위한 일상생활 보조기구가 다양하게 개발되고 있으며, 장애의 종류 및 불편한 상태 등을 고려하여 적합한 목적과 용도로 개발되고 있다.

장애인용 식사 보조 로봇도 손이나 팔의 동작이 불편한 장애인을 위해 다양하게 개발되고 있으며, 현재까지는 주로 외부에서 도움을 주는 식사 보조 로봇의 형태로 많이 개발되고 있다.

외부에서 도움을 주는 식사 보조 로봇의 경우, 예를 들어, 대한민국 특허공개 10-2011-0112690호에 공개된 바와 같이, 사용자와는 별도로 위치한 로봇이 자체적인 식사 공급 메커니즘 및 동작을 구현하여 식사를 공급하는 구조이다. 그러나, 상기 외부의 식사 보조 로봇에서는, 상기 보조 로봇의 구동을 위해 보조인 도움이 반드시 필요하며, 보조 로봇의 식사 제공 패턴이 사용자에 따라 가변적이 않아 사용자가 많은 불편을 느끼는 문제가 있다.

특히, 중증 장애인으로 손이나 팔은 물론 상반신을 움직이는 것이 매우 힘든 장애인의 경우, 상기 보조 로봇의 동작 범위의 제한으로, 로봇을 이용하는 것보다 보조인을 통한 식사가 훨씬 편리한 경우도 발생한다.

이와 같이, 현재까지 장애인용 식사 보조 로봇으로 개발된 로봇들은 장애인 및 보조인의 편의성 향상에 큰 도움이 되지 않고 있다.

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 식사의 편의성을 향상시키고 착용의 이질성을 최소화한 식사 보조 로봇에 관한 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 식사 보조 로봇은 착용부, 동력 전달부 및 구동부를 포함한다. 상기 착용부는 사용자 상체의 전면 몸통, 후면 몸통 및 팔에 각각 착용되는 전면부, 후면부 및 팔부를 포함한다. 상기 동력 전달부는 상기 착용부의 후면부 및 전면부를 거쳐 상기 팔부에 고정된다. 상기 구동부는 상기 착용부와 이격 배치되고, 상기 동력 전달부에 동력을 전달하여 상기 착용부의 팔부를 이동시킨다.

일 실시예에서, 상기 착용부는 상기 상체의 오른쪽 또는 왼쪽 중 어느 한 쪽에만 착용될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 착용부는 상기 상체 중 상기 착용부가 착용되지 않은 쪽을 통해 상기 전면부 및 상기 후면부를 서로 연결하여 상기 착용부를 상기 상체에 고정하는 착용 지지부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 착용부의 후면부에 고정되어 상기 동력 전달부를 고정하는 고정유닛을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 구동부와 상기 고정유닛 사이에서 상기 동력 전달부를 수납하도록 연결되며, 상기 구동부 및 상기 고정유닛에 각각 고정되는 덮개부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 동력 전달부는 사용자의 어깨를 통과하도록 배열될 수 있다. 상기 사용자의 어깨에 고정되어 상기 동력 전달부를 고정하는 어깨 보호부를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 어깨 보호부는 단단한 소재의 외부 커버를 포함하며, 상기 동력 전달부는 상기 외부 커버에 부착될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 팔부에 고정되고, 사용자의 상완 및 전완에 각각 위치하는 제1 및 제2 체결유닛들을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 동력 전달부는 상기 제1 체결 유닛에 고정되는 제1 전달라인, 및 상기 제1 전달라인보다 길게 연장되어 상기 제2 체결 유닛에 고정되는 제2 전달라인을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제2 전달라인은 상기 제1 체결유닛의 체결부에 이동 가능하도록 지지되며 상기 제2 체결유닛까지 연장될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 구동부의 동작에 따라, 상기 제1 및 제2 전달라인들은 당겨지거나 늘어날 수 있다.

일 실시예에서, 상기 팔부의 끝단에 고정되어, 사용자의 손목에 체결되는 손목 체결유닛을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 구동부는 외부의 고정부재에 상기 구동부를 고정시키는 고정프레임, 및 모터를 고정하는 모터측 프레임을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 사용자가 상체에 직접 착용하는 착용부를 포함하고, 상기 착용부 상에 사용자의 팔을 이동시킬 수 있는 동력 전달부를 고정하므로, 사용자의 팔을 움직이는 동작을 최적화하여 보다 용이하게 수행할 수 있어 사용자의 편의성이 향상된다.

특히, 동력 전달부가 사용자의 신체나 피부에 직접 고정되지 않고, 착용부 상에 고정되어 착용부에 인가되는 힘으로 사용자의 팔을 이동시키므로 사용자의 불편함이 최소화되고, 사용자가 착용한 착용부에 전체적으로 힘이 인가되므로 상대적으로 적은 동력으로도 팔 동작을 수행할 수 있다.

이 경우, 착용부는 착용 지지부 및 손목 체결 유닛을 포함하여, 상기 동력 전달부에 인가되는 힘에 의해 상기 착용부가 사용자의 신체에 정 위치에 고정되지 않거나 사용자의 신체로부터 벗겨지는 것을 최소화할 수 있다.

또한, 상기 착용부는 사용자가 옷을 입은 상태에서 상기 옷의 외부에 추가로 착용될 수 있어 편의성이 향상되며, 특히, 사용자가 주로 사용하는 손의 종류에 따라 왼쪽 또는 오른쪽 어느 한 쪽에만 착용할 수 있으므로, 다른 손을 자유롭게 위치할 수 있어 사용자의 편의성이 향상된다.

또한, 상기 구동부는 상기 착용부와 이격되며, 책상이나 의자 등의 별도의 고정부재에 고정될 수 있으므로, 사용자의 신체에 고정되는 경우의 무게에 의한 부담을 최소화할 수 있다.

또한, 덮개부가 상기 구동부와 상기 착용부 사이에 상기 동력 전달부를 수납하므로, 외부 고정부재와 연결되는 연결라인을 정리할 수 있다.

또한, 상기 동력 전달부는 사용자의 후면 몸통에서 어깨를 걸쳐 팔로 연장되므로 사용자의 팔을 동작시키기 위한 최적의 경로로 배치될 수 있고, 이 경우, 상기 동력 전달부가 어깨를 통과하면서 사용자의 어깨에 주는 부담을 단단한 소재의 외부 커버를 포함하는 어깨 보호부를 통해 최소화할 수 있다.

또한, 상기 동력 전달부가 제1 및 제2 전달라인들을 포함하고, 각각이 사용자의 상완 및 전완에 위치한 제1 및 제2 체결유닛에 각각 고정되므로, 즉, 상기 제2 전달라인이 상기 제1 전달라인보다 길게 연장되므로, 상기 제1 및 제2 전달라인들이 당겨지거나 늘어나는 경우, 사용자의 전완과 상완이 식사에 적합하도록 움직여질 수 있다.

도 1a는 사용자가 본 발명의 일 실시예에 의한 식사 보조로봇을 착용한 상태의 정면을 도시한 사시도이다.
도 1b는 사용자가 도 1a의 식사 보조로봇을 착용한 상태의 후면을 도시한 후면도이다.
도 2는 도 1a의 식사 보조로봇의 구동부를 도시한 정면도이다.
도 3은 도 1a의 식사 보조로봇의 덮개부를 도시한 사시도이다.
도 4a 및 도 4b는 각각 도 1a의 식사 보조로봇의 고정유닛을 도시한 정면도 및 측면도이다.
도 5a는 도 1a의 식사 보조로봇의 어깨 보호부를 도시한 사시도이며, 도 5b는 도 5a의 I-I' 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 6a는 도 1a의 식사 보조로봇의 손목 체결유닛을 도시한 사시도이며, 도 6b는 상기 손목 체결유닛의 측면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 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 부가 가능성을 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 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 본 실시예에 의한 식사 보조로봇(100)은 착용부(10), 구동부(20), 덮개부(30), 고정유닛(40), 동력 전달부(50), 어깨 보호부(60), 제1 체결유닛(70), 제2 체결유닛(80) 및 손목 체결유닛(90)을 포함한다.

상기 식사 보조로봇(100)은 팔의 사용이 어려운 장애인 등의 사용자가 직접 착용한 상태에서 사용자의 팔의 움직임을 유도하여 사용자가 일반인과 유사하게 앉은 자세에서 식사를 할 수 있도록 보조하는 로봇이다.

상기 착용부(10)는 전체적으로 일반적인 긴팔 상의 중, 오른쪽 또는 왼쪽 중 어느 한 쪽에만 착용되도록 형성된다. 이 경우, 사용자가 오른손잡이라면 상기 착용부(10)는 상체(1)의 우측 몸통 및 우측 팔에 착용되는 형태이며, 사용자가 왼손잡이라면 상기 착용부(10)는 상체(1)의 좌측 몸통 및 좌측 팔에 착용되는 형태로 형성될 수 있다.

또한, 도 1a 및 도 1b에서는 상기 착용부(10)가 시용자의 맨 몸 위에 착용된 것을 도시하였으나, 상기 착용부(10)는 사용자가 상의를 입은 상태에서 상의의 외부에 추가로 착용될 수 있음은 당연하다.

구체적으로, 상기 착용부(10)는 전면부(11), 후면부(12), 팔부(13) 및 착용 지지부(14)를 포함한다. 상기 전면부(11) 및 상기 후면부(12)는 각각 사용자 상체(1)의 전면 몸통(2) 및 후면 몸통(3) 중 한 쪽(왼쪽 또는 오른쪽)에 착용된다. 상기 팔부(13)는 사용자의 왼쪽 또는 오른쪽 팔(7)에 착용되며, 구체적으로 사용자 팔(7)의 상완(5) 및 전원(6)을 모두 커버하도록 착용된다.

상기 착용 지지부(14)는 상기 전면부(11) 및 상기 후면부(12)가 각각 사용자의 한 쪽 상체(1)에만 착용되므로, 상기 전면부(11) 및 상기 후면부(12)가 착용되지 않은 상체(1)의 다른 쪽에 위치하며, 상기 전면부(11) 및 상기 후면부(12)를 상기 상체(1)의 다른 쪽을 통해 서로 연결 및 고정한다.

즉, 상기 착용 지지부(14)는 상기 전면부(11)의 일 끝단과 상기 후면부(12)의 일 끝단을 상기 전면부(11) 및 상기 후면부(12)가 착용되지 않은 상체(1)의 다른 쪽을 통해 서로 연결한다. 그리하여, 상기 착용부(10)가 사용자의 상체(1)에 정 위치에 고정될 수 있다.

이 경우, 상기 착용부(10)의 지지력을 향상시키기 위해, 상기 착용 지지부(14)는 일정한 탄성력을 갖는 재질로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 착용 지지부(14)는 상기 전면부(11) 및 상기 후면부(12) 각각의 끝단과 서로 벨크로로 탈착이 가능하도록 연결될 수 있다.

상기 구동부(20)는 상기 착용부(10)와는 이격되어, 즉 사용자의 상체(1)로부터 이격되어 위치하며, 후술할 상기 동력 전달부(50)에 구동력을 인가한다.

도 2를 동시에 참조하면, 상기 구동부(20)는 모터(21) 및 구동 프레임(22)을 포함하며, 상기 구동 프레임(22)은 고정 프레임(23), 모터측 프레임(24) 및 제1 체결 프레임(25)을 포함한다.

상기 모터(21)는 상기 동력 전달부(50)에 연결되어, 상기 동력 전달부(50)의 이동을 위한 구동력을 발생하며, 상기 모터측 프레임(24)에 고정된다.

상기 구동부(20)의 구동 프레임(22)은 상부에는 상기 모터측 프레임(24)이 형성되어 상기 모터(21)가 고정되며, 하부에는 상기 고정 프레임(23)이 형성된다. 상기 고정 프레임(23)은 바이스의 형태로 외부의 책상, 의자 등의 구조물에 상기 구동부(20)를 고정할 수 있도록 형성된다. 그리하여, 상기 구동부(20)를 상기 착용부(10) 및 사용자의 상체(1)로부터 이격하여 고정시킬 수 있어, 사용자의 편의성이 향상된다. 예를 들어, 상기 고정 프레임(23)은 식당의 식탁이나 의자에 고정될 수 있다.

또한, 상기 구동 프레임(22)에서, 상기 고정 프레임(23)의 일 끝단에는 상기 제1 체결 프레임(25)이 형성되어 후술할 동력 전달부 및 덮개부(30)가 고정될 수 있게 된다.

나아가, 도시하지는 않았으나, 상기 구동부(20)의 상기 모터(21)는 별도의 조이스틱 등에 유선 또는 무선으로 연결되어, 사용자가 상기 조이스틱을 조절함으로써 상기 모터(21)를 구동시켜, 결국 동력 전달부(50)의 구동을 제어할 수 있다.

도 3을 동시에 참조하면, 상기 덮개부(30)는 상기 모터(21)와 연결되는 상기 동력 전달부(50)의 라인 중, 상기 구동부(20)와 상기 착용부(10) 사이에 위치한 상기 동력 전달부(50)를 커버한다.

상기 동력 전달부(50)는 후술하겠으나 복수의 라인들을 포함하며, 상기 구동부(20)는 앞서 설명한 바와 같이 상기 착용부(10)와 소정거리 이격되도록 배치된다. 따라서, 상기 이격 거리에서 연장되는 상기 동력 전달부(50)는 꼬이거나 복잡하게 연결되어 사용자의 편의성을 저하시킬 수 있다. 나아가, 상기 동력 전달부(50)가 꼬이거나 복잡하게 연결되면 상기 모터(21)로부터의 구동력도 상기 동력 전달부(50)에 정확하게 전달되지 않는 문제가 발생한다.

따라서, 상기 덮개부(30)가 상기 모터(21)와 상기 착용부(10) 사이에 위치한 상기 동력 전달부(50)의 연결 라인을 커버하여 상기 설명한 문제를 방지할 수 있다.

이를 위해, 상기 덮개부(30)는 내부에 상기 동력 전달부(50)를 수납하도록 연장된 커버(31), 상기 구동부(20)의 상기 제1 체결 프레임(25)과 고정되는 제1 끝단(32), 및 상기 제1 끝단의 반대 쪽 끝단으로 후술할 상기 고정유닛(40)에 고정되는 제2 끝단(33)을 포함한다.

상기 제1 끝단(32)은 상기 제1 체결 프레임(25)과 스크류 결합으로 고정될 수 있으며, 상기 제1 끝단(32) 및 상기 제1 체결 프레임(25)은 중앙에 개구부가 형성되어 상기 동력 전달부(50)가 수납 및 관통될 수 있다.

상기 제2 끝단(33)은 상기 커버(31)의 원통형 외면을 따라 중앙에서 원주 방향으로 돌출된 원형 돌기 형태로 형성되어, 후술할 상기 고정유닛(40)의 제2 체결 프레임(44)에 고정될 수 있다.

도 4a 및 도 4b를 동시에 참조하면, 상기 고정유닛(40)은 상기 착용부(10)의 후면부(12)에 고정되며, 외부에 위치한 상기 구동부(20)와 연결된 상기 동력 전달부(50)가 상기 고정유닛(40)에 고정되면서 상기 착용부(10)와 연결된다.

상기 고정유닛(40)은 베이스 프레임(41), 상부 고정부(42), 하부 고정부(43) 및 제2 체결 프레임(44)을 포함한다.

상기 베이스 프레임(41)은 상기 상부 및 하부 고정부들(42, 43)에 의해 상기 착용부(10)의 후면부(12)에 고정되며, 상기 상부 및 하부 고정부들(42, 43)은 각각 벨크로 형태 또는 부착식으로 상기 후면부(12)에 고정될 수 있다. 또한, 상기 베이스 프레임(41)의 형상 및 상기 상부 및 하부 고정부들(42, 43)의 형상은 다양하게 변형될 수 있으며, 상기 상부 및 하부 고정부들(42, 43)은 선택적으로 하나만, 또는 복수개가 고정력의 향상을 위해 형성될 수도 있다.

상기 제2 체결 프레임(44)은 상기 베이스 프레임(41)에 체결 공간(45)을 형성하도록 고정되며, 상기 체결 공간(45)에는 앞서 설명한 상기 덮개부(30)의 제2 끝단(33)이 삽입되어 고정된다. 그리하여, 상기 덮개부(30)의 내부에서 연장된 상기 동력 전달부(50)는 상기 체결 공간(45) 및 상기 베이스 프레임(41)을 통해 상기 착용부(10)의 후면부(12)로 연장된다.

상기 동력 전달부(50)는 제1 전달라인(51) 및 제2 전달라인(52)을 포함하며, 상기 모터(21)와 연결되어 상기 덮개부(30)의 커버(31)의 내부에 수납되며 연장되고, 상기 고정유닛(40)을 통해 상기 착용부(10)의 상기 후면부(12)에 고정된다.

나아가, 상기 동력 전달부(50)는 상기 후면부(12) 상에서 사용자의 어깨(4)로 연장되고, 사용자의 어깨(4)를 넘어 상기 착용부(10)의 전면부(11)로 연장되며, 상기 착용부(10)의 팔부(13)까지 연장된다.

한편, 상기 제1 체결유닛(70)은 상기 팔부(13) 중 사용자의 팔(7)의 상완(5)에 고정되고, 상기 제2 체결유닛(70)은 상기 팔부(13) 중 사용자의 팔(7)의 전완(6)에 고정된다.

이에 따라, 상기 동력 전달부(50) 중 상기 제1 전달라인(51)은 사용자의 어깨(4)를 넘어 연장되며 상기 상완(5)에 고정된 상기 제1 체결유닛(70)까지 연장되어 상기 제1 체결유닛(70)의 제1 체결부(71)에 고정된다.

이와 달리, 상기 동력 전달부(50) 중 상기 제2 전달라인(52)은 사용자의 어깨(4)를 넘어 연장되며 상기 전완(6)에 고정된 상기 제2 체결유닛(80)까지 연장되어 상기 제2 체결유닛(80)에 고정된다.

이 경우, 상기 제2 전달라인(52)은 상기 제1 체결유닛(70)의 끝단에 형성된 제2 체결부(72)에 이동 가능하도록 지지되면서 상기 제2 체결유닛(80)까지 연장될 수 있다.

한편, 상기 제1 전달라인(51)은 상기 제1 체결부(71)에 벨크로의 형태로 고정될 수 있으며, 상기 제2 전달라인(52)도 상기 제2 체결유닛(80)에 벨크로의 형태로 고정될 수 있다. 따라서, 이탈착이 용이하며 사용자에게 최적의 위치에 상기 제1 및 제2 전달라인들(51, 52)을 부착할 수 있어, 사용자의 편의성, 휴대성, 사용성 등이 향상될 수 있다.

또한, 상기 제2 전달라인(52)이 상기 제2 체결부(72)에 이동 가능하도록 지지되므로, 상기 제2 전달라인(52)이 상기 팔부(13) 상에 밀착되면서 상기 제2 체결유닛(80)까지 연장될 수 있어, 동작의 정확성을 구현할 수 있으며, 연결라인이 얽히거나 꼬이는 것을 최소화할 수 있다.

도 5a 및 도 5b를 동시에 참조하면, 상기 어깨 보호부(60)는 사용자의 어깨(4)에 고정되며, 상기 동력 전달부(50)가 상기 어깨 보호부(60)의 상면에 고정된다. 구체적으로 상기 어깨 보호부(60)는 외부 커버(61), 충격 흡수부(64) 및 외면부(65)를 포함하여, 사용자의 어깨(4) 상에 고정되며, 상기 외부 커버(61) 상에는 제1 및 제2 고정부들(62, 63)이 각각 형성되어 상기 동력 전달부(50)의 제1 및 제2 전달라인들(51, 52)이 각각 고정된다.

이 경우, 상기 제1 및 제2 고정부들(62, 63)은 벨크로의 형태로 형성되어, 상기 동력 전달부(50)의 탈부착을 용이하게 할 수 있다.

그리하여, 상기 동력 전달부(50)가 상기 어깨 보호부(60) 상에 고정되어, 상기 동력 전달부(50)의 위치를 확보하고 라인의 얽힘이나 꼬임을 방지할 수 있으며, 상기 충격 흡수부(64) 및 상기 외면부(65)를 통해 상기 동력 전달부(50)의 장력에 의해 사용자의 어깨(4)에 인가되는 충격이나 로드를 최소화하여 사용자의 편의성을 향상시킬 수 있다.

본 실시예에서는, 상기 모터(21)가 동작하여 상기 동력 전달부(50)에 구동력이 인가되면, 상기 제1 및 제2 전달라인들(51, 52)은 각각 상기 모터(21)의 방향으로 당겨지거나 이와 반대 방향으로 늘어나게 된다.

즉, 상기 제1 및 제2 전달라인들(51, 52)이 상기 모터(21) 방향으로 당겨지게 되면, 상기 제1 및 제2 전달라인들(51, 52)이 각각 고정된 상기 제1 및 제2 체결유닛들(70, 80)도 사용자의 상체(1) 방향으로 당겨지게 된다.

이에 따라, 상기 제1 및 제2 체결유닛들(70, 80)이 고정된 상기 팔부(13)가 상기 상체(1) 방향으로 당겨지게 되고, 상기 팔부(13)는 사용자 팔(7)의 상완(5) 및 전완(6) 전체에 힘을 인가하게 되므로, 사용자의 팔(7)은 전체적으로 힘을 받아 상체(1) 방향으로 움직이게 된다.

이 경우, 상기 제1 전달라인(51)보다 상기 제2 전달라인(52)의 당겨지는 양을 크게 조절하면, 상기 제2 전달라인(52)에 의해 움직이는 상기 전완(6)이 상기 제1 전달라인(51)에 의해 움직이는 상기 상완(5)보다 많이 이동하게 되므로, 식사시의 팔의 움직임과 유사한 움직임이 구현된다. 그리하여, 사용자는 음식물을 섭취할 수 있다.

반면, 상기 제1 및 제2 전달라인들(51, 52)이 상기와 반대방향으로 늘어나게 되면, 상기 전완(6)의 움직이는 범위가 상기 상완(5)의 움직이는 범위보다 크게 되고, 사용자의 팔(7)이 최초의 위치로 복원되어 음식물을 집을 수 있다.

이후, 상기 제1 및 제2 전달라인들(51, 52)이 상기 모터(51)의 방향으로 당겨지거나 반대 방향으로 늘어나도록 이동되며, 사용자는 음식물을 섭취하거나 집는 동작을 반복하여 식사를 수행할 수 있다.

다만, 상기 제2 전달라인(52)은 상기 제2 체결유닛(80)에 고정되고, 상기 제2 체결유닛(80)이 상기 팔(7)의 전완(6)에 위치하므로, 상기 제2 전달라인(52)이 당겨짐에 따라 상기 팔부(13)가 사용자의 전완(6)을 이동시키지 못하고 벗겨지는 형태로 상기 상완(5)부로 이동될 수 있다. 이 경우, 상기 전완(6)은 힘을 받지 못하여 음식물 섭치 동작을 수행할 수 없게 된다.

이는, 상기 착용부(10)가 상의로 팔(7)에 착용되는 형태이기 때문이며, 상기 문제를 해결하기 위해 상기 손목 체결유닛(90)을 더 포함한다.

도 6a 및 6b를 동시에 참조하면, 즉, 상기 손목 체결유닛(90)이 손목 체결라인(91) 및 손목 체결벨트(92)를 포함하여 상기 팔부(13)의 끝단을 사용자의 손목부에 고정하여, 상기 팔부(13)가 상기 전완(6)에 고정되어 위치하도록 할 수 있고, 이에 따라 상기 제2 전달라인(52)이 당겨지더라도 상기 팔부(13)가 상기 전완(6)으로부터 벗겨지면서 상측으로 이동하지 않고, 항상 사용자의 손목과 동시에 이동할 수 있게 된다.

그리하여, 상기 제2 전달라인(52)의 동작에 따라 사용자의 팔(7)의 전완(6)도 함께 상측으로 이동할 수 있어, 사용자의 식사를 위한 팔 동작을 정확하게 수행할 수 있게 된다.

한편, 상기 손목 체결벨트(92)는 사용자의 손목의 두께에 맞도록 체결될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 사용자가 상체에 직접 착용하는 착용부를 포함하고, 상기 착용부 상에 사용자의 팔을 이동시킬 수 있는 동력 전달부를 고정하므로, 사용자의 팔을 움직이는 동작을 최적화하여 보다 용이하게 수행할 수 있어 사용자의 편의성이 향상된다.

또한, 상기 동력 전달부가 제1 및 제2 전달라인들을 포함하고, 각각이 사용자의 상완 및 전완에 위치한 제1 및 제2 체결유닛에 각각 고정되므로, 즉, 상기 제2 전달라인이 상기 제2 전달라인보다 길게 연장되므로, 상기 제1 및 제2 전달라인들이 당겨지거나 늘어나는 경우, 사용자의 전완과 상완이 식사에 적합하도록 움직여질 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 식사 보조로봇은 환자, 장애인, 노약자 등이 식사시 착용되어 사용될 수 있는 산업상 이용 가능성을 갖는다.

100 : 식사 보조 로봇 10 : 착용부
20 : 구동부 30 : 덮개부
40 : 고정유닛 50 : 동력 전달부
60 : 어깨 보호부 70 : 제1 체결 유닛
80 : 제2 체결 유닛 90 : 손목 체결 유닛

Claims

사용자 상체의 전면 몸통, 후면 몸통 및 팔에 각각 착용되는 전면부, 후면부 및 팔부를 포함하는 착용부;
상기 착용부의 후면부 및 전면부를 거쳐 상기 팔부에 고정되는 동력 전달부; 및
상기 착용부와 이격 배치되고, 상기 동력 전달부에 동력을 전달하여 상기 착용부의 팔부를 이동시키는 구동부를 포함하는 식사 보조 로봇.
제1항에 있어서, 상기 착용부는 상기 상체의 오른쪽 또는 왼쪽 중 어느 한 쪽에만 착용되는 것을 특징으로 하는 식사 보조 로봇.
제2항에 있어서, 상기 착용부는 상기 상체 중 상기 착용부가 착용되지 않은 쪽을 통해 상기 전면부 및 상기 후면부를 서로 연결하여 상기 착용부를 상기 상체에 고정하는 착용 지지부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 식사 보조 로봇.
제1항에 있어서, 상기 착용부의 후면부에 고정되어 상기 동력 전달부를 고정하는 고정유닛을 더 포함하는 식사 보조 로봇.
제2항에 있어서, 상기 구동부와 상기 고정유닛 사이에서 상기 동력 전달부를 수납하도록 연결되며, 상기 구동부 및 상기 고정유닛에 각각 고정되는 덮개부를 더 포함하는 식사 보조 로봇.
제1항에 있어서, 상기 동력 전달부는 사용자의 어깨를 통과하도록 배열되며,
상기 사용자의 어깨에 고정되어 상기 동력 전달부를 고정하는 어깨 보호부를 더 포함하는 식사 보조 로봇.
제6항에 있어서, 상기 어깨 보호부는 단단한 소재의 외부 커버를 포함하며, 상기 동력 전달부는 상기 외부 커버에 부착되는 것을 특징으로 하는 식사 보조 로봇.
제1항에 있어서, 상기 팔부에 고정되고, 사용자의 상완 및 전완에 각각 위치하는 제1 및 제2 체결유닛들을 더 포함하는 식사 보조 로봇.
제8항에 있어서, 상기 동력 전달부는 상기 제1 체결 유닛에 고정되는 제1 전달라인, 및 상기 제1 전달라인보다 길게 연장되어 상기 제2 체결 유닛에 고정되는 제2 전달라인을 포함하는 것을 특징으로 하는 식사 보조 로봇.
제9항에 있어서, 상기 제2 전달라인은 상기 제1 체결유닛의 체결부에 이동 가능하도록 지지되며 상기 제2 체결유닛까지 연장되는 것을 특징으로 하는 식사 보조 로봇.
제10항에 있어서, 상기 구동부의 동작에 따라, 상기 제1 및 제2 전달라인들은 당겨지거나 늘어나는 것을 특징으로 하는 식사 보조 로봇.
제1항에 있어서, 상기 팔부의 끝단에 고정되어, 사용자의 손목에 체결되는 손목 체결유닛을 더 포함하는 식사 보조 로봇.
제1항에 있어서, 상기 구동부는 외부의 고정부재에 상기 구동부를 고정시키는 고정프레임, 및 모터를 고정하는 모터측 프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 식사 보조 로봇.