KR20180053276A

KR20180053276A - 인간 팔 지지 외골격용 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20180053276A
Application number: KR1020177036315A
Authority: KR
Inventors: 로간 반 엔겔호벤; 호마윤 카제루니
Original assignee: 더 리전츠 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아
Priority date: 2015-05-18
Filing date: 2016-05-18
Publication date: 2018-05-21
Also published as: EP4218685A2; US10124485B2; CN107835675A; US9889554B2; WO2016187275A1; US20180111263A1; EP3297579A4; US10071477B2; JP6673940B2; EP4218685A3; US20160339583A1; US20180111262A1; CN107835675B; US10369690B2; EP3297579A1; US20190039234A1; EP3297579B1; KR102312527B1; JP2018520011A

Abstract

아암 지지 외골격은 아암 연결 기구에 결합되는 숄더 베이스를 포함한다. 상기 아암 연결 기구는 회전 조인트를 중심으로 서로에 대해 회전하도록 구성된 근위 링크 및 원위 링크; 사용자의 팔을 상기 원위 링크에 연결하도록 적응된 적어도 하나의 아암-커플러; 근위 링크 및 원위 링크에 결합되고, 상기 원위 링크를 상기 근위 링크에 대해 구부려지도록 토크를 제공하는 인장력 발생기; 및 상기 회전 조인트에 실질적으로 위치되는 돌출부를 포함한다. 상기 원위 링크가 토글 각도를 지나 신장할 때, 상기 돌출부는 상기 인장력 발생기를 구속하고, 상기 인장력 발생기에 의해 제공된 토크는 실질적으로 작게 유지된다. 상기 돌출부가 상기 인장력 발생기를 구속하지 않을 때, 상기 토크는 상기 근위 링크에 대해 상기 원위 링크를 구부리는 경향이 있으며, 이에 의해 사용자의 팔을 들어 올리는데 필요한 인간 어깨의 힘 및 토크를 감소시킨다.

Description

인간 팔 지지 외골격용 방법 및 장치

본 발명은 인간의 팔에 대한 지지 장치의 기술 분야에 관한 것으로서, 특히, 팔을 올리는 도중에 사람의 어깨 상의 모멘트를 감소시키도록 구성되는 팔 지지 장치에 관한 것이다.

팔의 중량을 지지하도록 구성되어 사람의 몸통에 장착된 수동 리프트 장치의 예가 미국 특허 9,205,017 B2 및 미국 특허출원공개 2014/0158839 A1에서 발견될 수 있다. 이러한 장치는 사용자가 상완을 휴식하게 하거나 도구 벨트에서 도구를 선택할 때 이들의 도움을 자동으로 단절하거나 실질적으로 줄일 수 없기 때문에 제한되는 것으로 보인다. 이러한 장치는 지지 토크가 자동으로 0으로 감소되는 위치의 지속 범위를 제공하지 않는다. 몇 가지 위치의 지점을 제외하고는 이들 장치는 항상 사용자의 상완에 리프팅 력을 적용하여 보조가 필요하지 않은 때 비-작동 자세에서 잠정적으로 동작을 방해하고 불편함을 유발할 수 있다.

일반적으로, 도구의 중량을 지지하는 사람을 지원하도록 구성된 수동 지지 장치가 당해 기술에 공지되어 있다. 전형적인 수동 장치는 구조 요소, 스프링, 케이블, 풀리의 조합을 사용하여 위치들의 범위 하에서 중력을 보상하도록 구성된다. 이들 장치의 구성은 동작의 제한된 동작 범위 내에서 중력 보상을 제공한다. 또한, 이들 장치는 실질적으로 제로 토크가 제공되도록 허용하지 않는다. 수동 리프트 보조 장치의 예는 미국 특허 번호 6,821,259 B2 및 및 1,325,111에서 발견될 수 있다. 이러한 장치는 사용자가 새로운 위치로 이동할 때마다 이들의 기본 위치를 변경해야하기 때문에 기능면에서 상당히 제한적이다. 도구의 중량을 지지하기 위해 사람의 몸통에 장착되는 수동 리프트 보조 장치의 예는 미국 특허번호 7,618,016 B2 및 미국 특허출원공개번호 US 2015/001269 A1을 포함한다. 이러한 장치는 사용자의 움직임을 정확하게 따르지 않는 부피가 큰 프레임으로 인해 상당히 제한적으로 보인다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 된 것으로서, 상완을 들어올리는 지지 토크를 제공하여 이로써 상완을 들어올리는 데 요구되는 사람의 견인력 및 토크를 감소시키는 팔 지지 장치를 제공하고자 한다.

본 명세서에서 설명된 본 발명은 사용자에게 상완을 들어올리는 지지 토크를 제공하여 이로써 상완을 들어올리는 데 요구되는 사람의 견인력 및 토크를 감소시킨다. 그러나, 사용자가 자신의 상완을 옆으로 눕히거나 자신의 도구 벨트로부터 도구를 선택하고자하는 경우, 본 발명의 장치는 리프팅 력을 제로 (또는 실질적으로 작은 값)으로 자동적으로 감소시켜, 착용자가 자신의 상완을 자유롭게 움직일 수 있다. 비-작동 자세 동안, 사람의 상완의 자유 운동을 허용하거나 사람의 상완이 보조 장치로부터의 토크의 임피던스 없이 정지할 수 있도록 제로 (또는 실질적으로 작은) 토크가 요구된다. 이것은 비-작동 자세 동안 사용자에게 더 큰 전반적 편안함을 제공한다.

구현예에서, 사람에게 연결되도록 구성된 팔 지지 외골격은: 사람의 몸체에 결합되도록 구성되는 숄더 베이스; 및 상기 숄더 베이스에 연결되도록 구성된 아암 링크기구를 포함한다. 아암 링크기구는: 회전 조인트를 중심으로 그리고 사람이 똑바로 서있을 때 중력선과 실질적으로 직교하는 제1 회전축을 따라 서로에 대해 회전하도록 구성된 기단 링크 및 말단 링크; 사람의 상완을 상기 기단 링크에 연결하도록 적용된 적어도 하나의 아암-커플러; 인장력 발생기의 제1 단부에서 상기 근위 링크에 결합되고 상기 인장력 발생기의 제2 단부에서 상기 원위 링크에 결합되는 인장력 발생기를 포함하는, 상기 원위 링크를 상기 근위 링크에 대해 구부리도록 토크를 제공하는 인장력 발생기; 및 상기 회전 조인트에 실질적으로 위치하는 돌출부를 포함한다. 상기 말단 링크가 토글 각을 지나 연장할 때, 상기 돌출부는 상기 인장력 발생기를 구속하고 그리고 상기 인장력 발생기에 의해 제공된 토크는 실질적으로 작게 유지되며, 그리고 상기 돌출부가 상기 인장력 발생기를 구속하지 않을 때 상기 토크는 상기 근위 링크에 대해 상기 원위 링크를 휘도록 하는 경향을 가져, 이에 의해 사람의 상기 상부 팔을 들어 올리는데 필요한 인간 어깨 힘 및 토크를 감소시킨다.

구현예에서, 사람에게 연결되도록 구성된 아암 지지 외골격은: 사람의 몸통에 결합되도록 구성된 숄더 베이스; 및 상기 숄더 베이스에 결합되도록 구성된 아암 링크기구를 포함한다. 아암 링크기구는, 회전 조인트를 중심으로 그리고 사람이 똑바로 서있을 때 중력선과 실질적으로 직교하는 제1 회전축을 따라 서로에 대해 회전하도록 구성된 기단 링크 및 말단 링크; 사람의 상완을 상기 기단 링크에 연결하도록 적용된 적어도 하나의 아암-커플러; 및 인장력 발생기의 제1 단부에서 상기 근위 링크에 결합되고 상기 인장력 발생기의 제2 단부에서 상기 원위 링크에 결합되는 인장력 발생기를 포함하는, 상기 원위 링크를 상기 근위 링크에 대해 구부리도록 토크를 제공하는 인장력 발생기를 포함한다. 상기 팔 지지 외골격이 상기 사람에게 연결되고 상기 근위 링크와 상기 원위 링크 사이의 각도가 토글 각보다 작은 경우, 상기 토크는 상기 근위 링크에 대해 상기 원위 링크를 구부리는 경향을 가지며, 이에 의해 상기 사람의 상완을 들어올리는 데 필요한 사람의 어깨 힘과 토크을 감소하고, 상기 숄더 베이스에 반발력 및 토크를 부과한다. 상기 근위 링크와 상기 원위 링크 사이의 상기 각도가 상기 토글 각도보다 클 때, 상기 인장력 발생기는 상기 근위 링크와 상기 원위 링크 사이에 실질적으로 작은 토크를 제공하여 상기 사람이 사람의 상기 상완을 자유롭게 움직일 수 있게 한다.

도 1은 사용자의 팔을 뻗은 본 발명의 보조 장치의 후방 사시도이다.
도 2는 본 발명의 아암 링크 기구의 확대도이다.
도 3은 본 발명의 아암 링크기구의 확대 후방 사시도이다.
도 4는 제1 각도가 토글 각도보다 작은 경우의 본 발명의 보조 장치의 측면도이다.
도 5는 제1 각도가 토글 각도보다 큰 경우의 본 발명의 보조 장치의 측면도이다.
도 6은 2개의 아암 링크 기구를 포함하는 본 발명의 팔 지지 외골격의 전면 사시도이다.
도 7은 전면과 폭 치수를 나타내는 사람의 정면도이다.
도 8은 길이 치수를 나타내는 사람의 배면도이다.
도 9는 폭 치수를 나타내는 사람의 측면도이다.
도 10은 후방 프레임 및 힙 하중 벨트를 포함하는 본 발명의 부하 지지 구조체의 배면도이다.
도 11은 상부 프레임 및 하부 프레임을 포함하는 본 발명의 후방 프레임의 배면도이다.
도 12는 척추 프레임을 포함하는 본 발명의 후방 프레임의 배면도이다.
도 13은 폭 및 깊이 조정부를 포함하는 본 발명의 상부 프레임 및 하부 프레임의 배면도이다.
도 14는 벨트, 가슴 스트랩 및 앵커 스트랩을 포함하는 본 발명의 결합기구의 정면 사시도이다.
도 15는 벨트, 가슴 스트랩 및 앵커 스트랩을 포함하는 본 발명의 결합기구의 배면도이다.
도 16은 벨트, 가슴 스트랩 및 앵커 스트랩을 포함하는 본 발명의 결합기구의 배면 사시도이다.
도 17은 벨트, 어깨 벨트, 및 흉골 스트랩을 포함하는 본 발명의 결합기구의 정면 사시도이다.
도 18은 벨트, 어깨 벨트, 및 흉골 스트랩을 포함하는 본 발명의 결합기구의 정면 배면도이다.
도 19는 벨트, 어깨 벨트, 및 흉골 스트랩을 포함하는 본 발명의 결합기구의 배면 사시도이다.
도 20은 벨트 및 조끼를 포함하는 본 발명의 결합기구의 정면 사시도이다.
도 21은 벨트 및 조끼를 포함하는 본 발명의 결합기구의 배면도이다.
도 22는 벨트 및 조끼를 포함하는 본 발명의 결합기구의 배면 사시도이다.
도 23은 안전 장치에 연결된 조끼를 포함하는 본 발명의 결합기구의 정면 사시도이다.
도 24는 안전 장치에 연결된 조끼를 포함하는 본 발명의 결합기구의 후방 사시도이다.
도 25는 안전 장치에 연결된 벨트를 포함하는 본 발명의 결합기구의 후방 사시도이다.
도 26은 사용자의 견갑 관절과 나란한 제1 회전축을 도시한 본 발명의 보조 장치의 후방 사시 확대도이다.
도 27은 사용자의 견갑 관절과 나란한 제1 회전축을 도시한 본 발명의 보조 장치의 배면도이다.
도 28은 제2 회전 축을 포함하는 본 발명의 아암 링크기구의 사시도이다.
도 29는 사용자의 견갑 관절과 나란한 도 28의 제2 회전 축의 후방 확대도이다.
도 30은 아암 링크기구에 숄더 베이스를 접속하는 숄더 브래킷의 사시도이다.
도 31은 숄더 베이스로부터 제거된 아암 링크기구를 도시하는 본 발명의 숄더 브래킷의 사시도이다.
도 32는 팔 지지 외골격의 어깨 폭 조절을 허용하는 본 발명의 숄더 브래킷의 사시도이다.
도 33은 견갑골 회전축을 도시한 본 발명의 숄더 브래킷의 사시도이다.
도 34는 격납된 위치에 있는 본 발명의 팔 지지 외골격을 가진 사용자의 전방 사시도이다.
도 35는 작동 위치에 있는 본 발명의 팔 지지 외골격의 사시도이다.
도 36은 격납된 위치에 있는 본 발명의 팔 지지 외골격의 사시도이다.
도 37은 아암 커플러를 함유하는 본 발명의 아암 링크기구의 사시도이다.
도 38은 아암 커플러가 아암 회전 조인트를 포함하는 본 발명의 아암 링크기구의 사시도이다.
도 39는 암 커플러가 병진 조인트를 포함하는 본 발명의 아암 링크기구의 사시도이다.
도 40은 병진 조인트를 포함하는 본 발명의 암 커플러의 단면도이다.
도 41은 내부 외부 회전 조인트를 포함하는 본 발명의 아암 커플러의 정면도이다.
도 42는 인장 스프링을 갖는 본 발명의 토크 발생기의 측면 단면도이다.
도 43은 본 발명의 토크 발생기의 개략도이다.
도 44는 인장 스프링을 갖는 본 발명의 토크 발생기의 대안적인 측 단면도이다.
도 45는 압축 스프링을 갖는 본 발명의 토크 발생기의 대안적인 측 단면도이다.
도 46은 압축 스프링을 갖는 토크 발생기의 대안적인 측 단면도이다.
도 47은 상승된 위치에서 상부 브라켓을 갖는 본 발명의 토크 발생기의 측 단면도이다.
도 48은 하강된 위치에서 상부 브라켓을 갖는 본 발명의 토크 발생기의 측 단면도이다.
도 49는 본 발명의 상부 브래킷의 두 위치에 대한 토크 발생기 토크 프로파일의 플롯이다.
도 50은 연장된 위치에서 하부 브래킷을 갖는 본 발명의 토크 발생기의 측 단면도이다.
도 51은 수축된 위치에서 하부 브래킷을 갖는 본 발명의 토크 발생기의 측 단면도이다.
도 52는 본 발명의 하부 브래킷의 두 위치에 대한 토크 발생기 토크 프로파일의 플롯이다.
도 53은 제1 각도가 토글 각도보다 큰 돌출부를 갖는 토크 발생기의 측 단면도이다.
도 54는 조인트 핀을 포함하는 돌출부를 포함하는 본 발명의 토크 발생기의 확대 측 단면도이다.
도 55는 인접 링크의 부분인 돌출부를 포함하는 본 발명의 토크 발생기의 확대 측 단면도이다.
도 56은 돌출부가 없는 토크 발생기 토크 프로파일의 플롯이다.
도 57은 돌출부가 있는 토크 발생기 토크 프로파일의 플롯이다.
도 58은 오프셋 조정 조인트를 포함하는 본 발명의 토크 발생 장치의 측 단면도이다.
도 59는 증가된 오프셋 위치를 나타내는 본 발명의 토크 발생기의 측 단면도이다.
도 60은 오프셋 조정 조인트를 도시 아암 링크기구의 분해 사시도이다.
도 61은 오프셋 조정 각의 두 값에 대한 토크 발생기 토크 프로파일의 플롯이다.
도 62는 팔 무게 토크 프로파일에 비해 원하는 토크 발생기 지지 토크 프로파일의 일례이다.
도 63은 팔 무게 토크 프로파일에 비해 원하는 토크 발생기 지지 토크 프로파일의 대안적인 예이다.
도 64는 팔 무게 토크 프로파일에 비해 원하는 토크 발생기 지지 토크 프로파일의 대안적인 예이다.
도 65는 하체 말단 외골격에 결합된 본 발명의 후방 프레임의 전방 사시도이다.
도 66은 외골격 트렁크에 결합되어 진 본 발명의 후방 프레임의 전방 사시도이다.

도 1은 아암 지지 외골격(보조 장치) (100)의 구현예를 도시한다. 아암 지지 외골격(100)은 사람의 몸통 (202)에 결합되도록 구성된 숄더 베이스(102)를 포함한다. 본 발명의 일부 구현예에서, 숄더 베이스 (102)는 실질적으로 사람 (사용자) (200) 뒤에 위치한다. 아암 지지 외골격 (100)은 숄더 베이스 (102)에 결합되는 적어도 하나의 암 링크기구 (104)를 추가로 포함한다. 아암 링크기구 (104)는 제1 회전축 (154)을 따라 서로에 대해 회전할 수 있는 적어도 하나의 근위 링크 (150) 및 원위 링크 (152)를 포함한다. 본 발명의 일부 구현예에서, 제1 회전축 (154)은 사람 (200)이 직립 상태에 있을 때 중력선 (208)에 직각을 이룬다. 용어 "중력선"은 중력이 작용하는 방향을 의미하는 것으로 이해해야 한다. 제1 조인트 (151)는 원위 링크 (152)가 근위 링크 (150)에 대해 회전하는 힌지를 나타낸다. 아암 지지 외골격 (100)은 아암 링크기구 (104)의 사람의 상부 아암 (204)과 원위 링크 (152)를 연결하는 적어도 하나의 아암 커플러 (106)를 포함한다. 아암 커플러 (106)는 도 2에 도시되어 있다. 아암 지지 외골격 (100)은 근위 링크 (150)와 원위 링크 (152) 사이에 토크 (280)를 생성하도록 구성된 적어도 하나의 토크 발생기 (108)를 추가적으로 포함한다. 아암 링크기구 (104)의 확대도가 도 3에 도시되어 있다. 도 1 및 도 3의 토크 (280)는 근위 링크 (150)로부터 원위 링크 (152)에 가해진 토크를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 각도 (193)는 근위 링크 (150)과 원위 링크 (152) 사이의 각도를 나타낸다. 제1 각도 (193)가 토글 각도 (195)보다 작을 때, 도 4에 도시된 바와 같이, 토크 발생기 (108)는 근위 링크 (150)에 대하여 원위 링크 (152)를 구부리는 경향을 갖는 토크 (280)를 발생한다. "토글 각도"라는 용어는 근위 링크 (150)와 원위 링크 (152)가 동일 선상에 있는 제1 위치 (예를 들어, 팔이 들어 올려짐)와 근위 링크 (150)와 원위 링크 (152)는 동일 선상으로 되는 제2 위치 (예를 들어, 팔이 내려짐) 사이의 각도를 의미하는 것으로 이해되어야한다. "구부려진다"라는 용어는 제1 각도 (193)의 감소를 초래하는 원위 링크 (152)의 움직임을 의미하는 것으로 이해되어야하지만, 반면 본 명세서에서 사용된 용어 "신장한다"는 제1 각도 (193)의 증가를 초래하는 원위 링크 (152)의 이동을 의미하는 것으로 이해되어야한다. 토크 (280)는 아암 커플러 (106)에 의해 상부 아암 (204) 상에 지지력 (212) (도 2 및 도 4에 도시됨)을 생성한다. 이는 사람의 상부 아암 (204)을 상승시키는데 요구되는 사람의 견인력 및 토크를 감소시키며, 반응력 (214) 및 숄더 베이스 (102)상의 반응 토크 (215)를 부가한다.

각도 (193)가 도 5에 도시된 바와 같이 토글 각도 (195)보다 클 때, 토크 발생기 (108)는 근위 링크 (150)와 원위 링크 (152) 사이에 실질적으로 작은 토크를 제공한다. "실질적으로 작은 토크"라는 용어는 사람의 상부 아암 (204)의 실질적인 억제 또는 불편함을 야기한다. 이것은 사람 (200)이 자신의 상부 아암 (204)을 자유롭게 움직일 수 있게 한다. 도 5에 도시된 실시예에서, 사용자의 상부 아암 (204)이 낮아지면, 원위 링크 (152)의 위치가 근위 링크 (150)와 동일 선상의 위치를 지나 이동하고, 토크 발생기는 사용자가 이 낮아진 위치에서 이들의 상부 아암 (204)을 용이하게 조작할 수 있도록 근위 링크 (150)와 원위 링크 (152) 사이에 실질적으로 적은 토크를 제공한다.

도 6은 각각 적어도 하나의 토크 발생기 (108) 및 적어도 하나의 아암 커플러 (106)를 포함하는 숄더 베이스 (102)에 연결된 두 개의 아암 링크기구 (104)를 포함하는 아암 지지 외골격 (100)의 다른 구현예를 도시한다. 본 발명의 일부 구현예에서, 원위 링크 (152)는 사람의 상부 아암 (204)과 실질적으로 평행한 상태로 유지하는 방식으로 이동한다.

본 발명의 일부 구현예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 아암 지지 외골격 (100)의 숄더 베이스 (102)는 아암 링크기구 (104)에 연결된 하중지지 구조체 (112) 및 숄더 베이스 (102)를 사람의 몸통 (202)에 부착하는 연결기구 (114)를 포함한다. 하중 지지 구조체 (112)는 아암 링크기구 (104)로부터 반응력 (214) 및 반응 토크 (215)를 지지한다. 본 발명의 일부 구현예에서, 도 10 내지 도 13에 도시 된 바와 같이, 반응력 (214) 및 반응 토크 (215)는 사람 (200)에게 전달된다. 도 65에 도시된 바와 같은 본 발명의 일부 구현예에서, 반응력 (214) 및 반응 토크 (215)는 지지면 (예컨대, 지면 (310))으로 이동한다. 하중지지 구조체 (112) 및 결합기구 (114)의 다양한 구현예가 아래에서 설명된다.

도 7, 8 및 9는 여기에서 하중지지 구조체 (112)의 설명에 사용된 다양한 치수를 설명하기 위해 제공된다. 도 7은 엉덩이 폭 (234), 어깨 폭 (236) 및 사람의 전방 면 (250)을 포함하는 사람 (200)의 정면도를 도시한다. 도 8은 몸통 높이 (232) 및 상부 팔 길이 (242)를 포함하는 사람 (200)의 배면을 도시한다. 도 9는 엉덩이 깊이 (238) 및 어깨 깊이 (240)를 포함하는 사람 (200)의 측면도를 도시한다.

도 10 내지 도 13은 하중지지 구조체 (112)의 다양한 실시형태를 도시한다. 도 10에 도시된 바와 같이, 구현예에서, 하중지지 구조체 (112)는 아암 링크기구 (104) (도시 생략)부터 반응력 (214) 및 토크 (215)를 지지하는 후방 프레임 (130) 및 엉덩이 로딩 벨트 (131)을 포함한다. 엉덩이 로딩 벨트 (131)는 반응력 (214) 및 반응 토크 (215)의 적어도 일부를 사람의 엉덩이 (220) (도 14에 도시됨)에 전달하여, 엉덩이 반응력 (221)을 초래한다. 후방 프레임 (130)은 어깨 반응력 (225)에 의해 예시된 바와 같이, 반응력 (214)의 적어도 일부를 사람의 어깨 (224) (도 14에 도시됨)로 전달할 수 있다. 후방 프레임 (130)은 사람의 몸통 (232), 엉덩이 폭 (234), 어깨 폭 (236), 엉덩이 깊이 (238), 어깨 깊이 (240) 또는 이들의 조합을 수용하도록 주문 제작되거나 증가적으로 되는 크기로 될 수 있다. 본 발명의 일부 구현예에서, 엉덩이 로딩 벨트 (131) 및 후방 프레임 (130)은 하나의 아이템으로 구성된다.

도 11은 후방 프레임 (130)이 아암 링크기구 (104) (도시되지 않음)에 연결된 상부 프레임 (136) 및 사람의 몸통 높이 (232)에 대한 바람직한 몸통 높이 조절 (233)을 제공하도록 상부 프레임 (136)에 병진 회전가능하게 결합된 하부 프레임 (138)을 포함하는 하중지지 구조체 (112)의 추가적인 실시형태를 도시한다. 하부 프레임 (138)은 엉덩이 로딩 벨트 (131)에 결합되거나 또는 엉덩이 로딩 벨트 (131)의 일부이다. 아암 링크기구 (104)로부터의 반응력 (214)은 상부 프레임 (136)에 의해 지지 되고, 그의 적어도 일부분은 하부 프레임 (138)을 통해 엉덩이 로딩 벨트 (131)에 의해 사람의 엉덩이 (220)에 전달되어, 엉덩이 반응력 (221)을 초래한다. 상부 프레임 (136)은 어깨 반응력 (225)에 의해 도시된 바와 같이, 상기 반응력 (214)의 적어도 일부를 사람의 어깨 (224)로 전달할 수 있다. 상부 프레임 (136)은 사람의 어깨 폭 (236)과 어깨 깊이 (240)를 수용하도록 주문 생산될 수 있거나, 증대할 수 있는 크기로 될 수 있다. 하부 프레임 (138)은 사람의 엉덩이 폭 (234) 및 엉덩이 깊이 (238)를 수용하도록 주문 생산될 수 있거나, 증대할 수 있는 크기로 될 수 있다.

도 12는 후방 프레임 (130)이 상부 프레임 (136)과 하부 프레임 (138)을 연결하는 척추 프레임 (134)을 더 포함하는 하중 지지 구조체 (112)의 다른 실시형태를 도시한다. 척추 프레임 (134)은 사람의 전 방면 (250)에서 하부 프레임 (138)에 대한 척추 프레임 (134)의 회전을 허용하는 그의 하부 말단에 하부 프레임 (138)에 회전 가능하게 결합된다. 외측 굴곡 운동 (260)은 척추 프레임 (134)과 하부 프레임 (138) 사이의 이동 방향을 나타낸다. 척추 프레임 (134)은 척추 프레임 축 (135)을 따라 상부 프레임 (136)에 회전 가능하게 결합된다. 척추 비틀림 운동 (262)은 척추 프레임 (134)과 상부 프레임 (136) 사이의 이동 방향을 나타낸다. 상부 프레임 (136)은 또한 척추 프레임 축 (135)을 따라 척추 프레임 (134)에 대해 병진 운동하여 사람의 몸통 높이 (232)에 대한 몸통 높이 조절 (233)을 제공할 수 있다. 상부 프레임 (136)과 척추 프레임 (134) 사이의 척추 비틀림 운동 (262)의 자유도와 하부 프레임 (138)과 척추 프레임 (134) 사이의 중간 외 굴곡 운동 (260)은 상부 프레임 (136)이 개인의 가슴 (222) (도 14에 도시됨)과 실질적으로 일체로 운동하고, 그리고 하부 프레임 (138)이 사람의 엉덩이 (220)와 함께 실질적으로 움직일 수 있게 한다.

도 13은 하중 지지 프레임 (112)의 다른 실시형태를 도시하며, 여기서 하부 프레임 (138)은 하부 중간 막대 (144) 및 2개의 하부 코너 막대 (140)를 더 포함하며, 각각의 하부 코너 막대 (140)는 하부 중간 막대 (144) 상의 다양한 위치에서 하부 중간 막대 (144)에 사람의 엉덩이 폭 (234)을 수용하기 위해 바람직한 엉덩이 폭 조정 (235)을 제공하도록 연결될 수 있다. 하부 프레임 (138)은 사람의 엉덩이 깊이 (238)를 수용하기 위해 바람직한 엉덩이 깊이 조절 (239)을 제공하도록 하부 프레임 (138)상의 다양한 위치에서 하부 프레임 (138)에 결합될 수 있는 2개의 하부 사이드 브래킷 (149)을 더 포함할 수 있다. 상부 프레임 (136)은 상부 중간 막대 (142) 및 2개의 상부 코너 막대 (146)을 더 포함하여 여기서 각 상부 코너 막대 (146)가 사람의 어깨 폭 (236)을 수용하기 위해 바람직한 어깨 폭 조절 (237)을 제공하도록 상부 중간 막대 (142) 상의 다양한 위치에서 상부 중간 막대 (142)에 결합될 수 있다. 상부 프레임 (136)은 또한 2개의 상부 사이드 브래킷 (148)을 포함 할 수 있으며, 여기서 각각의 상부 사이드 브래킷 (148)은 상부 프레임 (136)의 다양한 위치에서 상부 프레임 (136)에 결합되어 사람의 어깨 깊이 (240)를 수용하기위한 바람직한 어깨 깊이 조절 (241)을 제공할 수 있다. 상부 프레임 (136)은 각각의 어깨 반응력 (225)을 사람의 어깨 (224) (도 14에 도시됨)에보다 균일하게 분포시키기 위해 상부 프레임 (136)에 곡율로 되는 해먹 (128)을 또한 포함한다. 상부 사이드 브래킷, 상부 코너 막대, 하부 사이드 브래킷 및 하부 코너 막대의 조정은 플런저 핀, 스크류, 클램프, 마찰 로크, 랙 및 피니언 또는 이들의 조합의 사용을 포함할 수 있다.

도 14 내지 도 22는 결합기구 (114)가 벨트 부착 지점 (115)에서 하중 지지 구조체 (112)에 부착되고 사람의 엉덩이 (220)를 적어도 부분적으로 둘러싸는 벨트 (116)를 포함하는 본 발명의 다양한 실시형태를 도시한다. 벨트 (116)는 사람의 엉덩이 (220)와 일체로 움직일 수 있다. 몇몇 실시형태에서, 벨트 (116)는 사람의 엉덩이 (220)에 안전하게 부착되도록 길이를 변경할 수 있다.

도 14, 15 및 16은 숄더 베이스 (102)의 다양한 실시형태를 도시한다. 도 14는 사람 (200)이 착용한 숄더 베이스 (102)의 전방 사시도이다. 도 15는 사람 (200)이 없는 숄더 베이스 (102)의 후면도이다. 도 16은 사람 (200)이 없는 숄더 베이스 (102)의 후방 사시도를 도시한다. 이 실시형태에서, 연결기구 (114)는 흉부 스트랩 (118)을 포함한다. 흉부 스트랩 (118)은 사람의 흉부 (222)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 흉부 스트랩 (118)은 대략적으로 사람의 흉부 (222)의 수준에서 중간-배면 부착 지점 (117)에서 하중 지지 구조 (112)에 장착된다. 일부 실시형태에서, 연결기구 (114)는 그의 제1 단부에서 상부 복부 부착 지점 (121)에서 하중지지 구조체 (112)에 장착되고 그의 제2 단부에서 흉부 스트랩 (118)에 부착되는 적어도 하나의 앵커 스트랩 (119)을 포함한다. 흉부 스트랩 (118)과 앵커 스트랩 (119)은 사람의 가슴 (222)과 일치하여 움직인다. 일부 실시형태에서, 흉부 스트랩 (118)과 앵커 스트랩 (119)은 사람의 가슴 (222)에 확실하게 부착되도록 길이를 변경할 수 있다. 본 발명의 일부 실시형태에서, 흉부 스트랩 (118)은 앵커 스트랩 (119)의 조임으로 인한 휨을 방지하도록 단단하다.

도 17, 18 및 19는 숄더 베이스 (102)의 다양한 실시형태를 도시한다. 도 17은 사람 (200)이 없는 숄더 베이스 (102)의 전방 사시도를 도시한다. 도 18은 사람 (200)이 없는 숄더 베이스 (102)의 후면도를 도시한다. 도 19는 사람 (200)이 없는 숄더 베이스 (102)의 후방 사시도를 도시한다. 이 실시형태에서, 연결 기구 (114)는 적어도 2개의 어깨 스트랩 (120)을 포함한다. 두 개의 어깨 스트랩 (120)은 사람의 어깨 (224)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 각 어깨 스트랩 (120)은 제1 단부 상의 각각의 상부 복부 부착 지점 (121) 및 제2 단부 상의 하부 배면 부착 지점 (123)에서 하중지지 구조체 (112)에 장착된다. 일부 실시형태에서, 흉골 스트랩 (122)은 제1 단부에서 하나의 어깨 스트랩 (120) 및 제2 단부에서 다른 어깨 스트랩 (120)에 연결된다. 어깨 스트랩 (120)과 흉골 스트랩 (122)은 사람의 가슴 (222)과 일치하여 움직인다. 일부 실시형태에서, 어깨 스트랩 (120)과 흉골 스트랩 (122)은 사람의 흉부 (222)에 부착을 확실히 하도록 길이가 변경될 수 있다. 일부 실시형태에서, 어깨 스트랩 (120)은 그의 제1 단부상의 상부 복직 부착 지점 (121) 및 그의 제2 단부의 중간 배면 부착 지점 (117)에 위치한 하중 지지 구조 (112)에 장착된다.

도 20, 21 및 22는 숄더 베이스 (102)의 다양한 실시형태를 도시한다. 도 20은 사람 (200)이 없는 숄더 베이스 (102)의 전방 사시도를 도시한다. 도 21은 사람 (200)이 없는 숄더 베이스 (102)의 후면도를 도시한다. 도 22는 사람 (200)이 없는 숄더 베이스 (102)의 후방 사시도를 도시한다. 이 실시형태에서, 연결 기구 (114)는 사람의 가슴 (222)에 단단히 부착되는 조끼 (124)를 포함한다. 일부 실시형태에서, 조끼 (124)는 사람의 흉부 (222)와 일치하여 움질일 수 있다. 일부 실시형태에서, 조끼 (124)는 복수의 조끼 부착 지점 (125)에 해 숄더 베이스 (102)에 연결된다. 일부 실시형태에서, 조끼 부착 지점 (125)은 흉부 스트랩 (118), 앵커 스트랩 (119), 어깨 스트랩 (120), 흉골 스트랩 (122) 또는 이들의 임의의 조합에 부착된다.

도 23 내지 도 25는 숄더 베이스 (102)의 실시형태를 나타내고 여기서 연결기구 (114)는 안전 장치 (126)의 변경 없이 적어도 하나의 안전 장치 부착 지점 (127)에 의해 사람 (200)이 착용하는 안전 장치 (126)에 결합될 수 있다. 도 23 및 24는 조끼 (124)가 적어도 하나의 안전 장치 부착 지점 (127)을 포함하는 본 발명의 실시형태를 도시한다. 안전 장치 부착 지점 (127)은 조끼 (124)가 안전 장치 (126)의 변형 없이 안전 장치 (126)에 부착되게 한다. 안전 장치 부착 지점 (127)은 조끼 (124)의 전방, 어깨 또는 후방에 위치할 수 있다. 도 23은 조끼 (124)의 전방 및 어깨 상의 안전 장치 부착 지점 (127)의 전방 사시도이다. 도 24는 조끼 (124)의 등 및 어깨 상의 안전 장치 부착 지점 (127)을 포함하는, 실시형태 (하중지지 구조체 (112)가 없음)의 확대 배면 사시도이다. 안전 장치 부착 지점 (127)은 벨크로 루프, 버튼식 플랩, 스트랩, 버클, 클립, 클램프 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 도 25는 벨트 (116)가 적어도 하나의 안전 장치 부착 지점 (127)을 포함하는 본 발명의 실시형태를 도시한다. 안전 장치 부착 지점 (127)은 안전 장치 (126)의 변경없이 안전 장치 (126)가 벨트 (116)에 부착되게 한다. 일부 실시형태에서, 안전 장치 부착 지점 (127)은 벨트 (116)의 측면에 위치한다. 안전 장치 부착 지점 (127)은 벨크로 루프, 버튼식 플랩, 스트랩, 버클, 클립, 클램프 또는 이들의 임의의 조합에 의해 형성될 수 있다.

도 26은 아암 링크 기구 (104)의 확대도를 도시한다. 이 실시형태에서, 제1 관절 (151)의 제1 회전 축 (154)은 사람의 견갑 관절 (218)을 대략 통과한다. 도 27은 본 실시형태의 배면을 도시하며, 여기서 아암 지지 외골격 (100)은 2개의 아암 링크 기구 (104)를 포함한다.

도 28 및 도 29는 아암 링크 기구 (104)가 적어도 하나의 수평 회전 조인트 (156)를 포함하는 아암 지지 외골격 (100)의 다른 실시형태를 도시한다. 수평 회전 조인트 (156)는 근위 링크 (150)가 제2 회전축 (155)을 중심으로 숄더 베이스 (102)에 대해 회전하도록 한다. 제2 회전축 (155)은 제1 회전축 (154)에 실질적으로 직교한다. 도 29는 제2 회전축 (155)이 사람의 견갑 관절 (218)을 실질적으로 통과하는 것으로 도시된 아암 링크 기구 (104)의 배면도이다.

도 30 및 도 31은 숄더 베이스 (102)에 결합된 적어도 하나의 숄더 브래킷 (153)을 포함하는 아암 지지 외골격 (100)의 실시형태를 도시한다. 숄더 브래킷 (153)은 아암 연결 기구 (104)와 숄더 베이스 (102) 사이의 신속한 연결 및 분리 연결을 용이하게 한다. 도 30은 아암 연결 기구 (104)를 숄더 베이스 (102)에 결합시키는 숄더 브래킷 (153)을 도시한다. 도 31은 아암 연결 기구 (104)가 숄더 베이스 (102)로부터 제거될 수 있게하는 숄더 브래킷 (153)을 도시한다.

도 32는 숄더 베이스 (102)에 결합된 적어도 하나의 숄더 브래킷 (153)을 포함하는 아암 지지 외골격 (100)의 다른 실시형태를 도시한다. 숄더 브래킷 (153)은 숄더 베이스 (102)를 아암 연결 기구 (104)에 다중 위치에서 연결할 수 있어, 도 7을 참조로, 사람의 어깨 폭 (236)을 수용하도록 바람직한 어깨 폭 조절 (237)을 제공할 수 있다. 도시되지 않은 다른 실시형태에서, 어깨 브라켓 (153)은 사람의 어깨 깊이 (240)를 수용하기 위한 바람직한 어깨 깊이 조절 (241)을 제공하기 위해 다수의 위치에서 아암 링크기구 (104)에 연결될 수 있다.

도 33은 숄더 베이스 (102)가 적어도 하나의 숄더 브래킷 (153)을 포함하는 아암 지지 외골격 (100)의 다른 실시형태를 도시한다. 숄더 브래킷 (153)은 견갑골 회전축 (171)을 따라 아암 연결 기구 (104)에 회전 가능하게 결합되고, 여기서 상기 견갑골 회전축 (171)은 사람 (200) (도시되지 않음)이 똑바로 서있을 때 중력선 (208)에 실질적으로 직교한다.

도 34 내지 도 36은 숄더 베이스 (102)가 숄더 브래킷 (153)에 연결되는 아암 지지 외골격 (100)의 다른 실시형태를 도시한다. 숄더 브래킷 (153)은 아암 연결 기구 (104)에 연결된다. 숄더 브래킷 (153)은 숄더 브래킷 (153)이 숄더 베이스 (102) (도 34에 도시되지 않은 스토우 조인트 (158))에 대해 회전할 수 있게 하는 스토우 조인트 (158)를 포함한다. 숄더 브라켓 (153)이 스토우 조인트 (158) 주위로 회전할 때, 이것은 아암 연결 기구 (104)를 사람 (200)의 실질적으로 후방에 위치시킬 수 있다. 숄더 브래킷 (153)은 아암 연결 기구 (104)를 원하는 방향으로 유지하기 위해 스토우 조인트 (158) 주위에 정지 상태로 유지될 수 있다. 도 34는 아암 연결 기구 (104)가 실질적으로 사람의 작업 공간 (230) 밖에 있는 수납 위치에있는, 아암 지지 외골격 (100)을 착용하고있는 사람 (200)을 도시한다. "사람의 작업 공간"이라는 용어는 일반적인 작업장 작업 중에 활용될 수 있는 사람의 상부 팔 (204)의 동작 범위를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 도 35는 작동 위치에 있는 숄더 브래킷 (153)의 사시도를 도시한다. 작동 위치에서 아암 연결 기구 (104)는 사람의 상부 팔 (204) (도시되지 않음)을 지지하도록 위치된다. 도 36은 아암 연결 기구 (104)가 사람 (200) (도시 생략)의 실질적으로 후방에 위치되는 수납 위치에있는 숄더 브래킷 (153)의 사시도를 도시한다. 수납 위치에서, 원위 링크 (152)는 제1 회전축 (154) 주위에 작용하는 토크 발생기 (108)로 인해 근위 링크 (150)에 대해 완전히 구부러진 채로 유지된다. 이것은 사람의 작업 공간 (230)으로부터 아암 연결 기구 (104)를 더 안전하게 유지하는 역할을 한다. 아암 연결 기구 (104)와 숄더 베이스 (102) 사이의 아암 조인트는 아암 연결 기구 (104)를 사람의 작업 공간 (230)으로부터 더 안전하게 하는데 이용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다.

도 37 내지 도 41은 아암 커플러 (106)가 사람의 상부 아암 (204) (도 1에 도시됨)에 상향 지지력 (212)을 부과할 수 있는 말단 링크 (152)에 연결된 하중 지지 커플러 (160)를 더 포함하는 아암 지지 외골격 (100)의 실시형태를 나타낸다. 일부 실시형태에서, 하중 지지 커플러 (160)는 아암 커플러 (106)를 말단 링크 (152)에 부착하는 말단 링크 부착점 (167) 및 사람의 상부 팔 (204) (도 1에 도시됨)을 부분적으로 둘러싸는 적어도 하나의 아암 커프스 (168)를 포함한다.

도 37은 아암 커플러 (106)가 아암 커플링 메커니즘 (162)을 더 포함하는 아암 지지 외골격 (100)의 실시형태를 도시한다. 아암 커플링 메커니즘 (162)은 아암 커플러 (106)를 사람의 상부 팔 (204) (도 2에 도시됨)에 연결시킬 수 있다. 아암 커플링 메커니즘 (162)은 아암 커플러 (106)로부터 상기 사람의 상부 팔 (204) (도 1에 도시됨)의 분리를 방지하는 강성, 반강성 또는 순응성 물질로 이루어진 군으로부터 선택된 요소 또는 요소의 조합을 포함할 수 있다.

도 38은 하중 지지 커플러 (160)가 아암 회전 조인트 (164)를 포함하는 아암 커플러 (106)의 실시형태를 도시한다. 아암 회전 조인트 (164)는 아암 커프 (168)가 아암 커프 회전축 (165)을 따라 제1 회전 축 (154)과 실질적으로 평형으로 말단 링크 (152)에 대해 회전하도록 한다. 아암 회전 조인트 (164)는 아암 커프 (168)가 사람의 상부 팔 (204) (도 1에 도시됨)과 최대 접촉을 제공하거나 또는 말단 링크 (152)와 사람의 상부 팔 (204) 사이의 운동 불일치를 보상할 수 있게 한다.

도 39는 아암 커플러 (106) 위치가 말단 링크 (152)에 대해 조정될 수 있는 아암 커플러 (106)의 일 실시형태를 도시한다. 본 발명의 몇몇 실시형태에서, 하중지지 커플러 (160)는 병진 조인트 (166)에서 말단 링크 (152)에 관해 사람의 상부 팔 길이 (242) (도 7 참조)에 적합하도록 또는 말달 링크 (152)와 사람의 상부 팔 (204) (도 1에 도시됨) 사이의 임의의 움직임 불일치를 보상하기 위해 아암 연결 기구 (104)의 아암 길이 조절 (243)을 가능하게 하도록 병진할 수 있다. 도 40은 말단 링크 (152)가 하중 지지 커플러 (160)와 짝을 이루는 t-슬롯을 포함하는 병진 조인트 (166)의 다른 실시형태를 도시한다. 하중 지지 커플러 커플러 (160)는 말단 링크 (152)에 대해 하중 지지 커플러 (160)의 위치를 고정시키는 잠금 핀 (169)을 포함한다.

도 41은 하중 지지 커플러 (160)가 내부/외부 회전 조인트 (172)로 사람의 상부 팔 (204) (도 1에 도시됨)의 내부 및 외부 회전을 허용하는 아암 커플러 (106)의 일 실시형태를 도시한다. 내부/외부 회전 조인트 (172)는 말단 링크 부착 지점 (167)과 아암 커프 (168) 사이에 위치한다. 내부/외부 회전 조인트 (172)는 내부 외부 회전축 (173)을 중심으로 회전한다. 도시되지 않은 다른 실시형태에서, 내부의 외부 회전축 (173)을 중심으로 회전 가능하게 한다.

도 42 내지도 46은 토크 발생기 (108)가 인장력 발생기 (178)를 포함하는 아암 지지 외골격 (100)의 다양한 실시형태를 도시한다. 도 42에 도시된 바와 같이, 인장력 발생기 (178)는 그의 제1 인장 단부 (176)로부터의 근위 링크 (150)와 그 제2 인장 단부 (177)로부터의 원위 링크 (152)에 연결된다. 인장력 발생기 (178)의 인장력은 제1 회전 조인트 (151)를 중심으로 근위 링크 (150)에 대해 원위 링크 (152)를 구부리기위한 토크 (280)를 제공한다. 토크 발생기 (108)의 일부 실시형태들에서, 인장력 발생기 (178)는 코일 스프링 요소 (180)를 포함한다. 토크 발생기 (108)의 일부 실시형태들에서, 인장력 발생기 (178)는 코일 스프링 요소 (180)을 근위 링크 (150)에 연결하는 라인 요소 (182)를 포함한다. 라인 요소 (182)는 와이어 로프, 로프, 케이블, 꼬임, 스트랩, 체인 또는 이들의 임의의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 요소 또는 요소들의 조합을 포함한다. 토크 발생기 (108)의 일부 실시형태에서, 라인 요소 (182)는 근위 링크 (150)에 결합되기 전에 원위 링크 (152)에 결합된 풀리 (183)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 일부 실시형태에서, 풀리 (183)는 원위 링크 (152)에 대해 회전하지 않는다. 일부 실시형태에서, 풀리 (183)는 원위 링크 (152)에 결합된 만곡 면이다. 도 42는 코일 스프링 요소 (180)가 연장 스프링인 토크 발생기 (108)의 실시형태를 도시한다. 코일 스프링 요소 (180)는 접합부 (179)에서 라인 요소 (182)에 연결되고 제2 인장 단부 (177)에서 말단 링크 (152)에 연결된다.

도 43은 토크 발생기 (108)의 개략도를 도시한다. 인장력 발생기 (178)는 제1 거리 (272)에서 근위 링크 (150)에 연결된다. 인장력 발생기 (178)는 제2 거리 (270)에서 원위 링크에 작용한다. 인장력 발생기 유효 길이 (276)는 근위 링크 (150)를 따른 제1 거리 (272)과 원위 링크 (152)에 따른 제2 거리 (270) 사이의 거리이다. 인장력 발생기 원래 길이는 제1 각도 (193)의 제로 값에 상응하는 인장력 발생기 유효 길이 (276)이다. 인장력은 스프링 상수, 스프링 예압, 인장력 발생기 원래 길이 및 제1 각도 (193)의 주어진 값에서 인장력 발생기 유효 길이 (276)의 함수이다. 토크 (280)는 원위 링크가 숄더 베이스 (102)에 대해 구부러지게 한다.

도 44 내지 도 46은 인장력 발생기 (178)가 코일 스프링 요소 (180) 및 라인 요소 (182)를 포함하는 토크 발생기 (108)의 다양한 실시형태를 도시한다. 라인 요소 (182)는 원위 링크 (152)에 결합된 풀리 (183)를 적어도 부분적으로 둘러싼다. 도 44는 코일 스프링 요소 (180)가 도 42에 도시된 것과 다른 방위를 갖는 연장 스프링인 토크 발생기 (108)의 실시형태를 도시한다. 코일 스프링 요소 (180)는 접합부 (179)에서 라인 요소 (182)에 결합되고 제2 인장 단부 (177)에서 말단 링크 (152)에 결합된다. 일부 실시형태에서, 라인 요소 (182)는 근위 링크 (150)에 부착되기 전에 원위 링크 (152)에 부착된 풀리 (183) 둘레를 적어도 부분적으로 감싼다. 도 45는 코일 스프링 요소 (180)가 압축 스프링인 토크 발생기 (108)의 실시형태를 도시한다. 코일 스프링 요소 (180)는 접합부 (179)에서 라인 요소 (182)에 결합되고 제2 인장 단부 (177)에서 원위 링크 (152)에 결합된다. 일부 실시형태에서 라인 요소 (182)는 근위 링크 (150)에 부착되기 전에 원위 링크 (152)에 부착된 풀리 (183)를 적어도 부분적으로 감싼다. 도 46은 코일 스프링 요소 (180)가 도 45에 도시된 것과 다른 방위를 갖는 압축 스프링인 토크 발생기 (108)의 실시형태를 도시한다. 코일 스프링 요소 (180)는 접합부 (179)에서 라인 요소 (182)에 결합되고 제2 인장 단부 (177)에서 원위 링크 (152)에 결합된다. 일부 실시형태에서 라인 요소 (182)는 근위 링크 (150)에 부착되기 전에 원위 링크 (152)에 부착된 풀리 (183) 주변을 부분적으로 둘러 싼다. 모든 실시형태에서, 코일 스프링 요소 (180) 대신에, 가스 스프링, 에어 스프링, 엘라스토머 또는 유사한 거동을 나타내는 임의의 조합이 이용될 수 있음이 이해된다.

도 47 및 도 48은 근위 링크 (150)가 인장력 발생기 (178)에 결합된 상부 브래킷 (188)을 포함하는 토크 발생기 (108)의 실시형태를 도시한다. 상부 브래킷 (188)의 위치는 근위 링크 (150)를 따라 조정되어 인장력 발생기 (178)에 의해 제공된 토크 (280)을 조정할 수 있다. 상부 브래킷 (188)의 위치는 도 43의 개략도에서 제1 거리 (272)에 대응한다. 일부 실시형태에서, 상부 브래킷 (188)의 위치는 상부 브래킷 나사 (187)에 의해 근위 링크 (150)에 대해 조정되고, 여기서 상부 브래킷 (188)은 상부 브래킷 나사 (187)로 고정된 결합된 나사 형상 부를 포함한다. 상부 브래킷 나사 (187)를 돌리므로, 상부 브래킷 (188)의 위치는 근위 링크 (150)를 따라 조절된다. 일반적으로, 더 멀리 있는 상부 브래킷 (188)은 제1 접합부 (151)로부터 멀어 질수록 토크 (280)의 진폭은 더 커질 것이다. 도 47은 제1 접합부 (151)에 대해 연장된 위치에서 상부 브래킷 (188)을 도시하고, 큰 제1 거리 (272)를 초래한다 (도 43 참조). 도 48은 제1 조인트 (151)에 대한 수축된 위치의 상부 브래킷 (188)을 도시하고, 작은 제1 거리 (272)를 초래한다 (도 42 참조). 도 49는 도 47 및 도 48에 도시된 상부 브래킷 (188)의 두 위치에 대한 제1 각도 (193)의 함수로서 토크 발생기 (108)에 의해 생성된 토크 (280)의 두 플롯을 도시한다. 도 47에 도시된 구성의 토크 프로파일은 토크 프로파일 (288)에 의해 표현된다. 도 48에 도시된 구성의 토크 프로파일은 토크 프로파일 (287)에 의해 표현된다. 토크 프로파일 (288)이 토크 프로파일 (287)과 비교하여 더 큰 진폭을 갖는 것을 알 수 있다.

도 50 및 도 51은 원위 링크 (152)가 인장력 발생기 (178)에 결합된 하부 브라켓 (190)을 포함하는 토크 발생기 (108)의 실시형태를 도시한다. 하부 브라켓 (190)의 위치는 인장력 발생기 (178)에 의해 제공된 토크 (280)를 조정하기 위해 말단 링크 (152)를 따라 조정될 수있다. 하부 브래킷 (190)의 위치는 인장력 발생기 (178)의 사전 하중에 대응한다. 일부 실시형태에서, 하부 브래킷 (190)의 위치는 하부 브래킷 나사 (189)에 의해 말단 링크 (152)에 대해 조정되고, 여기서 하부 브래킷은 하부 브래킷 나사 (189)와 결합하는 나사 형상 부를 포함한다. 하부 브래킷 나사 (189)를 돌리면, 하부 브래킷 (190)의 위치가 말단 링크 (152)를 따라 조정된다. 일반적으로 하부 브래킷 (190)이 제1 접합부 (151)로부터 더 멀면 예압의 양은 더 작을 것이다. 도 50은 제1 접합부 (151)에 대하여 연장된 위치에 있는 하부 브래킷 (190)을 도시하며, 작은 인장력 발생기 (178)의 사전 하중을 초래한다. 도 51은 제1 접합부 (151)에 대한 단축 위치에서의 하부 브래킷 (190)을 도시하고, 큰 인장력 발생기 (178)의 사전 하중을 초래한다. 도 52는 도 50 및 도 51에서 설명된 하부 브래킷 (190)의 2개의 위치에 대한 제1 각도 (193)의 함수로서 토크 발생기 (108)에 의해 생성된 토크 (280)의 두 플롯을 나타낸다. 도 50에 도시된 구성의 토크 프로파일은 토크 프로파일 (290)에 의해 표현된다. 도 51에 도시된 구성의 토크 프로파일은 토크 프로파일 (289)에 의해 표현된다. 단축된 하부 브래킷 토크 프로파일 (289)은 연장된 하부 브래킷 토크 프로파일 (290)과 비교하여 더 큰 진폭을 갖는다.

도 53 내지 도 55는 인장력 발생기 (178)에 의해 제공된 토크 (280)가 제1 각도 (193)가 토글 각도 (195)보다 크거나 같을 때 실질적으로 작게 자동적으로 유지되는 본 발명의 중요한 특징을 도시한다. 즉, 사용자가 제1 각도 (193)가 토글 각도 (195)보다 크지 않은 제1 위치로부터 제1 각도 (193)가 토글 각도 (195) 이상인 제2 위치로 자신의 팔을 움직일 때, 인장력 발생기 (178)는 제1 토크가 인장력 발생기 (178)에 의해 (아암의 제1 위치에서) 제공되는 제1 토크 모드로부터 (아암의 제2 위치에서) 제2 토크 모드로 자동 변속되고, 여기서 실질적으로 작은 토크는 인장력 발생기 (178)에 의해 제공된다. 마찬가지로, 사용자가 자신의 팔을 제2 위치로부터 제1 위치로 되돌려 움직일 때, 인장력 발생기 (179)는 제2 토크 모드에서 제1 토크 모드로 자동 변위할 것이다.

도 53은 제1 각도 (193)가 180도보다 크고, 아암 연결 기구 (104)는 실질적으로 제1 접합부 (151)에 위치된 돌출부 (186)를 포함하는 구성을 도시한다. 제1 각도 (193)가 토글 각도 (195) 이상이 되면 돌출부 (186)는 인장력 발생기 (178) (도 53에 도시된 바와 같이 인장력 발생기 (178)의 라인 요소 (182))를 실질적으로 제1 조인트 (152)에 대해 중심된 위치로 한정한다. 인장력 발생기 (178)를 제한함으로써, 돌출부 (186)는 인장력 발생기 (178)가 제1 조인트 (151)를 통과하는 것을 방지한다. 제한된 인장력 발생기 (178)의 힘이 실질적으로 제1 조인트 (151)에 대해 집중되기 때문에 토크 (280)는 실질적으로 제로로 된다. 토글 각도 (195)보다 큰 제1 각도 (193)는 사람 (200)이 자신의 상부 팔 (204)을 그의 옆구리에 놓거나 자신의 공구 벨트로부터 공구를 고를 의도인 상황에 대응한다. 이러한 상황에서, 사람의 상부 팔 (204)의 자유 운동을 허용하거나 사람의 상부 팔 (204)이 인가된 토크 (280)의 임피던스 없이 정지할 수 있게 하기 위해 실질적으로 작은 토크 (280)가 바람직하다. 이는 작업하지 않는 자세에서 사람 (200)의 전반적인 안락감을 더 크게 만든다. 도 54는 돌출부 (186)가 제1 조인트 (151)를 형성하는 제1 조인트 핀 (184)에 의해 형성된 본 발명의 실시형태를 도시한다. 도 55는 돌출부 (186)가 근위 링크 (150)의 일부인 본 발명의 실시형태를 도시한다.

도 56은 돌출부 (186) 없이 제1 각도 (193)의 함수로서 토크 발생기 (108)에 의해 생성된 토크 (280)의 그래프를 도시한다. 토글 각도 (195)에서, 토크 (280)는 음이 된다. 토크 (280)의 음의 값은 사람의 상부 팔 (204)의 움직임을 방해하거나 사람 (200)의 안락감을 감소시킬 수 있다. 도 57은 돌출부 (186)가 생성될 때 제1 각도 (193)의 함수로서 토크 발생기 (108)에 의해 생성된 토크 (280)의 그래프를 도시한다. 제1 각도 (193)가 토글 각도 (195) 이상이 될 때, 돌출부 (186)는 인장력 발생기 (178)를 제한하여 토크 (280)가 실질적으로 작게 유지되도록 한다 (도 53에 기술된 바와 같음). 토글 각도 (195) 후에, 토크 (280)는 실질적으로 제로가되고, 나머지 제1 각도 (193)에 대해 중립 영역 (197)을 생성한다. 중립 영역 (197)은 사람의 상부 팔 (204)이 토글 각도 (195)보다 큰 제1 각도 (193) 내에서 실질적으로 제로로 가해진 토크 (280)로 움직이도록 허용한다. 중립 영역 (197)은 사람 (200)이 자신의 상부 팔을 중립 위치에 놓거나 제2 차 작업 에컨대 포켓이나 공구 벨트에 도달하는 것을 수행하도록 한다.

도 58 및 도 59는 근위 링크 (150)의 배향이 숄더 베이스 (102)에 대해 조정되고 유지될 수 있는 아암 지지 외골격 (100)의 실시형태를 도시한다. 근위 링크 오프셋 위치 (191)는 사람 (200)이 똑바로 서있을 때 숄더 베이스 (102)에 고정된 중력 라인 (208)에 대한 근위 링크 (150)의 배향으로 한정된다. 근위 링크 오프셋 위치 (191)는 실질적으로 제1 조인트 (151)의 평면 내에서 회전하는 오프셋 조정 조인트 (159)에서 조정된다. 제1 조인트 각도 (193)가 토글 각도 (195)와 동일해질 때, 토글 위치 (194)는 원위 링크 (152)의 위치를 나타내다. 근위 링크 오프셋 위치 (191)를 조정함으로써, 토글 위치 (194)는 숄더 베이스 (102)에 대해 조정된다. 오프셋 각도 (199)는 사람 (200)이 똑바로 서있을 때 근위 링크 오프셋 위치 (191)와 중력선 (208) 사이의 각도를 나타낸다. 도 58은 오프셋 각 (199)이 비교적 작은 본 발명의 실시형태를 도시한다. 도 59는 오프셋 각 (199)이 증가된 본 발명의 실시형태를 도시한다. 도 60은 오프셋 조정 조인트 (159)를 포함하는 아암 연결 기구 (104)의 분해 실시형태를 도시한다. 오프셋 조정 조인트 (159)는 근위 링크 (150)가 숄더 베이스 (102)에 대해 회전하게 한다. 오프셋 조정 조인트 (159)는 특정 위치에서 숄더 베이스 (102)에 대하여 근위 링크 (150)의 회전을 더 고정시킬 수 있다.

도 61은 수평 라인 (209)으로부터 말단 링크 (152)의 각도의 함수로서 토크 발생기 (108)에 의해 생성된 토크 (280)의 그래프를 도시한다. 토크 프로파일 (291)은 오프셋 각 (199)이 제로일 때의 구성에 대응한다. 토크 프로파일 (292)은 오프 세트 각도 (199)가 50도일 때 즉 근위 링크 (152)의 각도가 수평선 (209) 아래 40도에 대해 상승하지 않으면 상 방향 토크가 사람의 팔을 위로 밀어 내지 않는다는 것을 의미하는 때의 구성에 상응한다. 이 그래프로부터 오프셋 각 (199)을 조정함으로써 토글 위치를 이동시킬 수 있음을 알 수 있다. 토오크 발생기 오프셋 각도 (199)는 토글 위치 (194)를 수평선 (209)에 대해 특정 각도로 위치시키도록 조정될 수 있다. 토크 발생기 오프셋 각도 (199)는 또한 수평선 (209)에 대해 원하는 각도에서 특정 피크 위치를 갖는 토크 프로파일을 생성하기 위해 조정될 수 있다. 돌출부 (186)가 존재할 때 중립 영역 (197)이 근위 링크 (152)가 토글 위치 (194)를 지나는 양 곡선에 대해 형성된다. 오프셋 각 (199)이 증가될 때, 보다 넓은 범위의 중성 영역 (197)이 사람의 상부 팔 (204)의 운동 범위에 대하여 생성된다.

일부 실시형태에서, 하부 브래킷 (190), 상부 브래킷 (188) 및 근위 링크 오프셋 위치 (191)는 모두 토크 (280)에 대한 바람직한 지지 프로파일을 생성하도록 조정될 수 있다. 팔 중량 토크 프로파일 (198)은 사람의 상부 팔 (204), 전완 (206), 핸드 (207) 및 공구 (308)의 무게에 대응하는 토크로서 정의된다. 도 62는 실질적으로 수평선 (209) 위의 각도에서 아암 중량 토크 프로파일 (198)과 일치하고 아암 중량 토크 프로파일 (198)을 대략 상쇄하는 토크 (280)의 프로파일을 도시한다. 오버 헤드 용접은 이러한 토크가 필요할 수 있는 사용자 활동의 좋은 예이다. 말단 링크 (152)의 절대 각이 수평 (209)으로부터 -60도 아래에 있을 때, 토크 (280)의 프로파일은 토크가 실질적으로 제로인 중립 영역 (197)에 들어간다. 이 토크 프로파일 (280)은 아암 중량 토크 프로파일에 비해 감소된 피크 진폭을 갖는 토크 (280)를 생성하는 하부 브래킷 (190) 위치 또는 상부 브래킷 위치 (188)로 생성 될 수 있다. 옵셋 각도 (199)는 그런 다음 토크 (280)의 지지 프로파일을 시프트 시키도록 조정되어, 원하는 운동 범위에 대한 아암 중량 토크 프로파일 (198)에 근접하게 매칭될 수 있다. 아암 중량 토크 프로파일 (198)과 일치될 때, 감소된 진폭의 지지 토크 (280)는 토크 (280)가 아암 중량 토크 프로파일 (198) 및 더 큰 중립 영역 (197)과 일치하는 보다 작은 각도 범위에 대응한다.

도 63은 수평 (209) 위의 몇몇 각도에서 아암 중량 토크 프로파일 (198)보다 큰 값을 갖는 토크 (280)의 또 다른 지지 프로파일을 도시한다. 이는 사람 (200)이 상부 팔 (204), 전완부 (206), 손 (207) 및 공구 (308)의 조합된 중량보다 큰 상 방향 힘을 가할 필요가 있을 때 유용하다. 천장을 드릴링하는 것은 그러한 토크를 요구할 수 있는 사용자 활동의 좋은 예이다. 말단 링크 (152)의 절대 각도가 수평 (209)으로부터 -40도 아래에 있을 때, 토크 (280)의 프로파일은 토크가 실질적으로 제로인 중립 영역 (197)에 진입한다. 이 토크의 프로파일 (280)은 아암 중량 토크 프로파일 (198)과 비교된 임의의 피크 진폭을 갖는 토크 (280)를 생성하는 하부 브래킷 (190) 위치 또는 상부 브래킷 위치 (188)로 생성될 수 있다. 옵셋 각도 (199)는 토크 (280)의 프로파일을 이동시키도록 조정되어 원하는 운동 범위에 대한 아암 중량 토크 프로파일 (198)을 초과할 수 있다. 아암 중량 토크 프로파일 (198)에 조정될 때, 감소된 진폭의 지지 토크 (280)는 토크 (280)가 아암 중량 토크 프로파일 (198) 및 더 큰 중립 영역 (197)을 초과하는 보다 작은 각도 범위에 대응한다.

도 64는 모든 각도에서 아암 중량 토크 프로파일 (198)과 실질적으로 동일한 값을 갖는 토크 (280)의 또 다른 가능한 지지 프로파일을 도시한다. 전체 동작 범위에서 공구를 조작하는 것은 이러한 토크가 필요할 수 있는 사용자 활동의 한 예이다. 이 토크 프로파일 (280)은 아암 중량 토크 프로파일 (198)과 비교된 동일한 피크 진폭을 갖는 토크 (280)를 생성하는 하부 브래킷 (190) 위치 또는 상부 브래킷 위치 (188)로 생성될 수 있다. 그런 다음, 오프셋 각도 (199)는 토크 (280) 피크의 프로파일을 팔 중량 토크 프로파일 (198)의 피크와 정렬하도록 조정될 수 있다. 수평 (209)으로부터의 편차 -90도보다 작은 경우 토크 (280)는 토크 (280)가 실질적으로 제로인 중립 영역 (197) (도시 생략)으로 들어간다. 전체 전진 운동 범위가 지원되더라도, 중립 영역 (197)은 사용자의 손이 뒷 주머니에 도달할 때와 같이 사람의 팔 (204)이 사람 몸통 (202) 뒤에서 부정적으로 연장할 때 실질적으로 제로의 토크를 제공한다.

도 65는 하중 지지 구조체 (112)가 사람 (200) 뒤에 실질적으로 위치된 후방 프레임 (130) 및 후방 프레임 (130)에 결합되고 또한 사람의 다리 (228)에 결합되는 하체 외골격 (304)을 포함하는 실시형태를 도시한다. 후방 프레임 (130)은 아암 연결 기구 (104)에 연결되고 아암 연결 기구 (104)로부터 적어도 반응력 (214) 및 반응 토크 (215)의 일부를 지지한다. 후방 프레임 (130)은 반응력 (214) 및 반응 토크 (215)의 적어도 일부를 하부 말단 외골격 (304)에 전달한다. 하부 말단 외골격 (304)은 반응력 (214) 및 반응 토크 (215)의 적어도 일부를 지면 (310)으로 전달하여지며, 지면에 반응력 (311)을 초래한다. 미국 특허 8,894,592, 8,070,700, 8,945,028, 8,057,410, 7,947,004는 본 발명의 양상에 따라 아암 지지 외골격 (100)에 결합될 수 있는 하부 말단 외골격의 몇 가지 예를 기술한다.

도 66은 하중 지지 구조체 (112)가 사람 (200) 뒤에 실질적으로 위치된 후방 프레임 (130) 및 후방 프레임 (130)에 결합된 몸통 지지 외골격 (302)을 포함하는 실시 형태를 도시한다. 미국 특허 및 특허 출원 공개 번호 2015/0230964, 2014/0378882, 미국 특허 번호 9,308,112 및 9,022,956은 본 발명의 양상에 따라 아암 지지 외골격 (100)에 연결될 수 있는 몸통 지지 외골격의 몇 가지 예를 기술한다.

(부호 설명 없음)

Claims

사람의 몸체에 결합되도록 구성되는 숄더 베이스; 및
상기 숄더 베이스에 결합되도록 구성된 아암 연결 기구를 포함하는 사람에 연결되도록 구성된 아암 지지 외골격으로, 상기 아암 연결 기구는:
상기 사람이 직립 상태로 서 있을 때 중력선과 실질적으로 직교하는 제1 회전축을 따라 회전 조인트를 중심으로 서로에 대해 회전하도록 구성된 근위 링크 및 원위 링크;
상기 사람의 상부 팔을 상기 원위 링크에 연결하도록 적응된 적어도 하나의 아암-커플러;
인장력 발생기의 제1 단부에서 상기 근위 링크에 결합되고 인장력 발생기의 제2 단부에서 상기 원위 링크에 결합되는 인장력 발생기로, 상기 인장력 발생기는 상기 원위 링크를 상기 근위 링크에 대해 구부려지도록 토크를 제공하는 인장력 발생기; 및
상기 회전 조인트에 실질적으로 위치되는 돌출부로서, 여기서, 상기 원위 링크가 토글 각도를 지나 신장할 때, 상기 돌출부는 상기 인장력 발생기를 구속하고, 상기 인장력 발생기에 의해 제공된 토크는 실질적으로 작게 유지되는 돌출부를 포함하고; 그리고
상기 돌출부가 상기 인장력 발생기를 구속하지 않을 때, 상기 토크는 상기 근위 링크에 대해 상기 원위 링크를 구부리는 경향을 가지며, 이에 의해 사람의 상기 상부 팔을 들어 올리는데 필요한 인간 어깨의 힘 및 토크를 감소시키는 아암 지지 외골격.
사람의 몸체에 결합되도록 구성되는 숄더 베이스; 및
상기 숄더 베이스에 결합되도록 구성된 아암 연결 기구를 포함하는 사람에 연결되도록 구성된 아암 지지 외골격으로, 상기 아암 연결 기구는:
상기 사람이 직립 상태로 서 있을 때 중력선과 실질적으로 직교하는 제1 회전축을 따라 회전 조인트를 중심으로 서로에 대해 회전하도록 구성된 근위 링크 및 원위 링크;
상기 사람의 상부 팔을 상기 원위 링크에 연결하도록 적응된 적어도 하나의 아암-커플러; 및
인장력 발생기의 제1 단부에서 상기 근위 링크에 결합되고 인장력 발생기의 제2 단부에서 상기 원위 링크에 결합되는 인장력 발생기로, 상기 인장력 발생기는 상기 원위 링크를 상기 근위 링크에 대해 구부려지도록 토크를 제공하는 인장력 발생기를 포함하고, 여기서:
상기 아암 지지 외골격이 상기 사람에 결합되고 그리고 상기 원위 링크와 상기 근위 링크 사이의 각도가 토글 각도보다 적을 때, 상기 토크는 상기 근위 링크에 대해 상기 원위 링크를 구부리는 경향을 가지며, 이에 의해 사람의 상기 상부 팔을 들어 올리는데 필요한 인간 어깨의 힘 및 토크를 감소시키고, 상기 숄더 베이스에 반응력과 토크를 부과하고; 그리고
상기 원위 링크와 상기 근위 링크 사이의 상기 각도가 상기 토글 각도보다 클 때, 상기 인장력 발생기는 상기 원위 링크와 상기 근위 링크 사이에 실질적으로 적은 토크를 제공하여, 상기 사람이 사람의 상부 팔을 자유롭게 이동하도록 하는 아암 지지 외골격.
사람의 몸체에 결합되도록 구성되는 숄더 베이스; 및
상기 숄더 베이스에 결합되도록 구성된 아암 연결 기구를 포함하는 사람에 연결되도록 구성된 아암 지지 외골격으로, 상기 아암 연결 기구는:
상기 사람이 직립 상태로 서 있을 때 중력선과 실질적으로 직교하는 제1 회전축을 따라 회전 조인트를 중심으로 서로에 대해 회전하도록 구성된 근위 링크 및 원위 링크;
상기 사람의 상부 팔을 상기 원위 링크에 연결하도록 적응된 적어도 하나의 아암-커플러; 및
상기 근위 링크와 상기 원위 링크 사이에 토크를 발생하도록 구성되는 적어도 하나의 토크 발생기를 포함하고, 여기서:
상기 아암 지지 외골격이 상기 사람에 결합되고 그리고 상기 원위 링크와 상기 근위 링크 사이의 각도가 토글 각도보다 적을 때, 상기 토크는 상기 근위 링크에 대해 상기 원위 링크를 구부리는 경향을 가지며, 이에 의해 사람의 상기 상부 팔을 들어 올리는데 필요한 인간 어깨의 힘 및 토크를 감소시키고, 그리고 상기 숄더 베이스에 반응력과 토크를 부과하고; 그리고
상기 원위 링크와 상기 근위 링크 사이의 상기 각도가 상기 토글 각도보다 클 때, 상기 토크 발생기는 상기 원위 링크와 상기 근위 링크 사이에 실질적으로 적은 토크를 제공하여 상기 사람이 사람의 상부 팔을 자유롭게 이동하도록 하는 아암 지지 외골격.
제3항에 있어서,
상기 숄더 베이스는:
상기 숄더 베이스 상의 상기 반응력과 토크를 지지하는 상기 아암 연결 기구에 결합된 하중 지지 구조; 및
사람의 몸통에 상기 하중 지지 구조를 연결하도록 구성되고 상기 숄더 베이스가 사람의 몸통과 일체로 움직이도록 구성되는 연결 기구를 포함하는 아암 지지 외골격.
제4항에 있어서,
상기 하중 지지 구조는:
사람의 등에 실질적으로 위치되도록 구성되는 후방 프레임으로, 상기 후방 프레임은 상기 아암 연결 기구에 결합되고 상기 아암 연결 기구로부터 상기 반응력 및 토크의 적어도 일부를 지지하는 후방 프레임; 및
상기 후방 프레임에 결합된 적어도 하나의 엉덩이 하중 벨트를 포함하고,
여기서 상기 엉덩이 하중 벨트는 상기 후방 프레임으로부터 상기 반응력 및 토크의 적어도 일부를 사람의 엉덩이로 전달하는 것을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제4항에 있어서,
상기 하중 지지 구조는:
사람의 등에 실질적으로 위치되도록 구성되는 후방 프레임으로, 상기 후방 프레임은 상기 아암 연결 기구에 결합되고 상기 아암 연결 기구로부터 상기 반응력 및 토크의 적어도 일부를 지지하는 후방 프레임; 및
상기 후방 프레임 및 사람의 다리에 결합되도록 구성된 하부 말단 외골격을 포함하고,
여기서 상기 하부 말단 외골격을 상기 후방 프레임으로부터 상기 반응력 및 토크의 적어도 일부를 사람이 서 있는 지지 표면으로 전달하는 것을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제5항에 있어서,
상기 후방 프레임은:
상기 아암 연결 기구에 결합된 상부 프레임;
상기 엉덩이 하중 벨트에 결합된 하부 프레임; 및
척추 프레임을 포함하고,
여기서 상기 척추 프레임은 상기 척추 프레임의 상단부에서 상기 상부 프레임에 결합되고 상기 척추 프레임의 하단부에서 상기 하부 프레임에 회전 가능하게 결합되어, 사람의 정면에서 상기 하부 프레임에 대해 상기 상부 프레임의 회전을 가능하게 하는 것임을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제5항에 있어서,
상기 후방 프레임은:
상기 아암 연결 기구에 결합된 상부 프레임;
상기 엉덩이 하중 벨트에 결합된 하부 프레임; 및
척추 프레임을 포함하고,
여기서 상기 척추 프레임은 상기 척추 프레임의 하단부에서 상기 하부 프레임에 결합되고 상기 척추 프레임의 상단부에서 상기 상부 프레임에 회전 가능하게 결합되어, 상기 척추 프레임의 주요 축을 따라 상기 하부 프레임에 대해 상기 상부 프레임의 회전을 가능하게 하는 것임을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제4항에 있어서,
상기 커플링 기구는 사람의 가슴을 적어도 부분적으로 둘러싸며 상기 사람의 실질적으로 후방의 위치에서 상기 상부 프레임에 결합하도록 구성된 흉부 스트랩; 및
사람의 각각의 어깨 상에 걸쳐 상기 상부 프레임에 상기 흉부 스트랩을 결합하도록 적응된 제1 및 제2 앵커 스트랩을 포함하고,
여기서 상기 흉부 스트랩과 상기 제1 앵커 스트랩 및 상기 제2 앵커 스트랩을 상기 상부 프레임에 결합시키는 것은 상기 상부 프레임이 사람의 가슴 및 어께와 일체로 움직일 수 있게 하는 것임을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제4항에 있어서,
상기 커플링 기구는 상기 사람에 대해 상기 숄더 베이스를 결합하도록 적응된 제1 및 제2 숄더 스트랩을 포함함을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제3항에 있어서,
상기 토크 발생기는 인장력 발생기의 제1 단부로부터 상기 근위 링크에 결합되고 상기 인장력 발생기의 제2 단부로부터 상기 원위 링크에 결합되는 상기 인장력 발생기를 포함하며, 여기서 상기 인장력 발생기의 인장력은 상기 근위 링크에 대해 상기 원위 링크를 구부리기 위한 토크를 제공하는 것을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제11항에 있어서,
실질적으로 상기 회전 조인트에 위치되는 돌출부를 더 포함하며, 여기서 상기 원위 링크가 상기 토글 각도를 지나 연장될 때, 상기 돌출부는 상기 인장력 발생기에 의해 제공된 토크가 실질적으로 적게 유지되도록 상기 인장력 발생기를 구속하는 것을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제11항에 있어서,
상기 근위 링크의 배향은 상기 제1 회전축에 실질적으로 평행한 축을 따라 상기 숄더 베이스에 대해 조정되고 제 위치에 유지될 수 있고, 이에 의해 상기 숄더 베이스에 대해 상기 토글 각도의 위치의 조정을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제11항에 있어서,
상기 근위 링크는 상기 인장력 발생기에 결합된 상부 브래킷을 포함하고, 그리고 여기서 상기 상부 브래킷의 위치는 상기 인장력 발생기에 의해 제공되는 토크를 조절하도록 상기 근위 링크를 따라 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제11항에 있어서,
상기 원위 링크는 상기 인장력 발생기에 결합된 하부 브래킷을 포함하고, 그리고 여기서 상기 하부 브래킷의 위치는 상기 인장력 발생기의 사전 하중을 조절하도록 상기 원위 링크를 따라 조정될 수 있는 것을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제3항에 있어서,
상기 아암 연결 기구는 상기 근위 링크가 상기 사람의 견갑골 관절을 대략 통과하는 상기 제1 회전축에 실질적으로 직교하는 제2 회전축을 중심으로 상기 숄더 베이스에 대해 회전할 수 있게 하는 적어도 하나의 수평 회전 조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제3항에 있어서,
상기 숄더 베이스는 상기 아암 연결 기구를 상기 숄더 베이스에 결합하는 것을 신속하게 연결하고 분리할 수 있도록 구성된 적어도 하나의 숄더 브래킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제3항에 있어서,
상기 숄더 베이스는 상기 아암 연결 기구의 위치가 상기 숄더 베이스에 대해 조정될 수 있도록 되는 방식으로 상기 아암 연결 기구를 상기 숄더 베이스에 결합시키는 적어도 하나의 숄더 브래킷을 포함하는 것을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제3항에 있어서,
상기 아암 연결 기구는 상기 근위 링크가 상기 중력선과 실질적으로 직교하는 적어도 하나의 견갑골 회전축을 따라 상기 숄더 베이스에 대해 회전할 수 있게 하는 적어도 하나의 회전 조인트를 포함하는 것을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.
제3항에 있어서,
상기 숄더 베이스는 상기 숄더 베이스에 회전 가능하게 결합되고 상기 아암 연결 기구에 결합되는 적어도 하나의 숄더 브래킷을 포함하며, 여기서 상기 숄더 브래킷은 스토우 축을 따라 회전하며 고정될 수 있어, 아암 연결 기구가 실질적으로 그 사람의 작업 공간 외에 상기 사람 뒤에 실질적으로 보전될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 아암 지지 외골격.