KR20180085641A

KR20180085641A - 중첩 식 외다리 휴대용 작업의자

Info

Publication number: KR20180085641A
Application number: KR1020170009444A
Authority: KR
Inventors: 박동관
Original assignee: 박동관
Priority date: 2017-01-19
Filing date: 2017-01-19
Publication date: 2018-07-27
Also published as: CN110300532B; WO2018135801A1; US10888165B2; EP3571961A1; JP6794556B2; KR102023239B1; JP2020505147A; CN110300532A; EP3571961A4; US20200046124A1

Abstract

본 발명은 스프링 체의 압축 반발력을 이용한 외다리 휴대용 작업의자에 관한 것으로서, 인체에 착용하여 사용함으로써, 휴대와 이동의 편의성을 높이고, 좁은 사용공간과 지면의 굴곡에 대응하고, 앉을 때에는 인체의 무게로 스프링 체를 압축하여 힘을 저장하고, 일어설 때는 그 압축되어 있는 힘을 이용하여 인체를 밀어올려서 인체의 앉고 서는 동작에 의한 힘의 소비를 줄이고, 중량물을 반복적으로 들어올릴 때 스프링 체의 반발력만큼 관절과 근육에 가해지는 부하를 경감하여 장시간 작업에 의한 인체 손상을 줄여주는, 중첩 식(telescopic) 외다리 휴대용 작업의자에 관한 것이다. 앉고 서기 위한 인체의 선행동작에 의하여 안장에 작용하는 중력의 변화를 감지하여, 안장(S 1), 안장 스프링(S 4), 트리거 라인(T 2), 트리거 슬라이드(T 8), 트리거 암(T 10)으로 연동 되는 트리거 장치를 제어하여 스프링 체의 압축 반발력의 작용을 제어함으로써 사용 안정성과 효율을 확보하며, 앉아있을 때에 두 다리와 함께 삼각점을 이루어 균형을 이루고, 하중을 수직으로 프레임의 하단부에 축 베어링(thrust bearing)을 장착하여 앉은 상태에서의 방향전환을 쉽게 한, 중첩 식(telescopic) 외다리 휴대용 작업의자에 관한 것이다.

Description

중첩 식 외다리 휴대용 작업의자{Spring Powered Telescopic Single Pole Portable Seat}

본 발명은 스프링 체의 압축 반발력을 이용한 외다리 휴대용 작업의자에 관한 것으로서, 인체에 착용하여 사용함으로써, 앉을 때에는 인체의 무게로 스프링 체를 압축하여 힘을 저장하고, 일어설 때는 그 압축되어 있는 힘을 이용하여 인체를 밀어올려서 인체의 앉고 서는 동작에 의한 힘의 소비를 줄이고, 중량물을 반복적으로 들어올릴 때 스프링 체의 반발력만큼 관절과 근육에 가해지는 부하를 경감하여 장시간 작업에 의한 인체 손상을 줄여주는, 중첩 식(telescopic) 외다리 휴대용 작업의자에 관한 것이다.

산업현장이나 농업현장 등에서 앉고 서고를 반복하며 움직이면서 작업해야 할 때 쪼그려 앉는 경우가 많은데, 이런 과정이 반복되면 무릎과 발목, 고관절 등 하체 골격에 손상을 입게 된다. 작업현장들의 특성상 보편적으로 사용해오던 의자는 사용하기가 어려워서, 접이식 의자, 굴림 식 의자, 두꺼운 방석 등을 사용해 오고 있으나, 여전히 자력으로 일어설 때 하체에 걸리는 부담은 덜 수가 없고, 특히 농업현장에서는 바닥의 굴곡과 굳은 흙덩이 등의 장애물로, 기존의 방법을 사용하기에도 불편하다. 동력을 이용한 좌식 이동식 작업차도 있으나, 이런 종류의 장비는 바닥이 잘 정비된 시설재배 농 등에 제한적으로 사용할수 있다.

본 발명은 종래의 의자나 작업대 등으로는 해결하기 어려웠던 휴대와 이동의 편의성을 높이고, 사용할 수 있는 장소를 다양화하고, 앉고 서는 동작과 중량물을 반복적으로 들어올리는 운동에 따른 사용자의 힘의 소비와 하체 관절의 손상을 줄이는 데 그 목적이 있다.

본 발명, 외다리 휴대용 작업의자는, 실린더와 피스톤으로 구성되고 그 양 끝단에 아이 로드(Eye Rod) 가 있는 스프링 체, 스프링 체의 하부 아이 로드와 하부 샤프트로 연결되는 하부 프레임, 스프링 체 상부 아이 로드와 상부 샤프트로 연결되는 상부 프레임, 상부 프레임에 수평방향으로 고정되는 안장 프레임, 상부프레임 톱 커버(Top Cover) 아래에 설치되어 하부프레임과 스프링 체의 운동을 제어(hold and release)하는 트리거(Trigger), 상부 프레임에 연결되고 신체착용을 가능케 하는 착용 벨트로 구성되어, 이동이 용이하고 공간의 제약을 덜 받으며, 앉을 때의 신체에 의한 중력을 스프링 체에 압축 저장하였다가, 일어날 때 그 저장된 반발력을 이용하여 인체의 부하를 줄이는 것을 특징으로 한다.

안장(seat) 은 안장 프레임에 유동적으로 연결되고, 안장과 안장 프레임 사이에는 코일스프링이 있고, 앉고 서기 위한 인체의 선행동작에 의하여 안장에 작용하는 중력의 변화를, 기계적(또는 전기적)인 신호로써 트리거(Trigger) 와 연동시켜 스프링의 작동을 제어함으로써, 사용자가 일어서려는 동작을 취할 때에만 압축되어 있는 스프링 체를 놓아 주어(release), 사용자의 의지와 관계없이 스프링 체가 작동하는 것을 방지하여 안정적인 사용을 가능하게 한 것을 특징으로 한다. 앉아있을 때에 두 다리와 함께 삼각점을 이루어 균형을 잡고, 대부분의 신체 하중을 받는 하부 프레임의 하단부에 축 베어링(thrust bearing) 이 장치되어, 하부프레임을 축으로 하여 앉은 자세 에서의 방향전환(회전)이 쉽게 한 것을 특징으로 한다.

앉고 서는 동작이 많고 옮겨다니면서 하는 작업에 있어서, 앉을 때의 인체 중력으로 스프링 체를 압축하여 힘을 저장하고, 일어설 때는 그 압축되어 있는 힘을 이용하여 인체를 밀어올려서 인체의 힘의 소비를 줄이고, 그 결과로써 관절과 근육에 가해지는 부하를 경감하여 장시간 작업에 의한 인체 손상을 줄여주며, 작업 공간과 바닥의 굴곡상태의 영향을 덜 받아 작업편의성을 높인다.

도면 1은, 본 발명 외다리 휴대용 작업의자를 착용한 상태에서, 앉고 섰을 때의 스프링 체와 하부 프레임의 작동을 보여주는 측면도.
도면 2는, 본 발명 외다리 휴대용 작업의자의 전체구조와 구성품을 보여주는 측면.평면도.
도면 3은, 상부프레임 과 하부프레임, 스프링 체의 결합 방법을 도식한 분해도.
도면 4는, 안장과 트리거(trigger) 의 연동작용을 보여 주는 구조도.
도면 5는, 트리거(trigger) 의 구조와 세 가지 작동을 보여주는 상세도.

도면 1 에 서,

본 발명 외다리 휴대용 작업의자의 안장(S)을 자전거를 타듯 사타구니 사이로 넣고, 벨트(B)로 허리에 착용한 상태를 보여 주며, 서 있을 때는 모든 기능은 정지되어 있고 본체 하부 끝단은 지면 위에 떠 있다. 상 하부 프레임은 외부 내부 프레임으로 구분되어 텔레스코프(telescope) 모양을 형성한다. 앉을 때는 본체 하부 끝단이 지면 위에 고정되고, 스프링 체(AS)는 압축되고 하부 프레임(F2)은 정해진 작동거리(Stroke) 만큼 위로 밀려 올라가서(telescope in), 하부 프레임 상부에 위치한 록킹 바(LB, Locking bar)가 트리거(T,trigger) 에 물려 고정된다((telescope in). 일어 서기 위한 선행 동작으로 트리거 가 록킹 바(LB)를 놓아주면(Release), 스프링 체는 저장된 반발력으로 상부 프레임(F1) 과 안장(S)을 통하여 인체를 밀어올리게 된다(telescope out).

도면 2 에 서,

외다리 휴대용 작업의자의 전체구조와 구성품을 보여준다. 스프링 체(AS)는 하부 프레임(F2) 내부에 위치하고, 스프링 체 상부 아이 로드(AS 4)는 상부 아이 로드 축(AS 3)을 통하여 상부 프레임(F1)에, 스프링 체 하부 아이 로드(AS 6)는 하부 아이 로드 축(AS 5)을 통하여 하부 프레임(F2)에 유동적으로 연결되며, 하부 프레임(F2)은 상부 프레임(F1) 내부에서, 스프링 체의 작동에 따라 스프링 체와 같은 방향, 같은 거리로 움직인다. 즉 스프링 체의 스트로크(ST 1)와 하부 프레임 스트로크(ST 2)는 같다. 상부 프레임(F1) 톱 커버(F1-1) 아래에 장치된 트리거 프레임(T14) 안에는 트리거 암 롤러(T 13, Trigger Arm Roller) 와 트리거 암(T10), 트리거 슬라이더(T 8, Trigger Slider)가 있다. 트리거 암(T 10)은 트리거 암 롤러(T 13)를 거쳐 올라오는 하부 프레임 록킹 바(LB, Locking bar)를 구속(lock)하거나, 해방(release)하여 스프링 체와 하부 프레임의 작동을 제어한다. 트리거 의 제어는 도면 4 와 5에서 추가 설명한다. 하부프레임(F2) 하단에는 축 베어링(TB) 이 장치되어, 프레임에 하중이 걸린 상태에서의 회전이 자유롭게 하여, 사용자가 앉은 상태에서의 좌우 회전이 쉽도록 한다.

도면 3 에 서,

상부프레임 과 하부프레임은 스프링 체(AS)를 통해서만 유동적으로 연결된다. 상부 프레임은 외부프레임으로서 하부프레임(내부프레임)의 가이드(guide)역할도 하게 되는데, 하부프레임에는 하부 프레임 스트로크(ST 2)를 초과 하는 길이의 슬롯(F2-1)이 있어서, 하부프레임(내부프레임)의 움직임에 상부 프레임의 중심을 관통하여 고정되어있는 상부 아이 로드 축(AS 3)이 방해되지않게 한다.

도면 4 에 서,

안장(S 1) 과 트리거(T) 의 연동에 의한 트리거 의 제어를 보여준다.

안장 스프링(S 4)의 압축력 이 트리거 슬라이더 스프링(T 7)의 압축력보다 크게 되어있다. 외다리 휴대용 작업의자를 선 상태에서 착용했을 때, 안장(S1)은 안장 스프링(S 4)에 의하여 힌지(S 2)를 축으로 하여 들려있고, 안장(S 1) 하부에 연결된 트리거 라인(T 2)을 당긴 상태로 되어, 트리거 라인 풀리 (T 3,T 4) 와 트리거 슬라이더 축(T 6)을 통하여 트리거 슬라이더(T 8)를 들어올린(Slide out) 상태로 유지된다. 앉는 동작으로 안장에 하중이 걸리기 시작하면, 안장은 안장 스프링(S 4)의 반발력을 이기고 힌지(S 2) 를 축으로 하여 내려가서, 당기고 있던 트리거 라인을 놓아준다. 안장스프링의 힘으로 들어 올려져 있던 트리거 슬라이더(T 8)는 트리거 암(T 10) 안으로 내려오고(Slide in), 동시에 안장에 걸리는 하중은 사용자의 체중과 같게 되며, 이 하중은 스프링 체의 반발력을 이기고 하부 프레임(F2)을 위로 밀어 올린다. 완전히 앉은 자세가 되면, 스프링 체는 정해진 최대반발력을 유지한 채 멈추고, 하부 프레임 상부의 록킹 바(LB, Locking bar)는 한 쌍의 트리거 암 롤러(T 13)를 통과하여 트리거 암(Arm) 을 안쪽으로 열고 위로 올라오고(Roll in), 트리거 암 스프링(T 9)의 장력에 의하여 트리거 암(Arm)은 다시 닫힌다. 트리거 암(T10)은 트리거 슬라이더(T 8)가 내려와 있는 상태에서는 열리지 않으므로, 사용자가 앉아 있는 동안은 하부프레임은 록킹 바를 통하여 고정된 상태를 유지한다.

인체가 앉아 있는 상태에서 일어서려고 하면, 그 선행 동작으로서 상체의 중심을 앞으로 이동함과 동시에 엉덩이를 뒤쪽부터 들게 된다. 이런 선행동작은 안장에 걸리는 하중을 앞쪽으로 옮김과 동시에 크기를 줄인다. 줄어드는 하중이 안장스프링의 반발력 보다 작아지면 안장은 힌지를 축으로 들리게 된다.

일어서기 위한 선행 동작에 의하여 안장(S 1)이 들리고, 트리거 라인(T 2)을 당겨 트리거 슬라이더(T8)를 들어 올리면(Slide out), 록킹 바(LB)는 트리거 암 롤러(T 13)를 통과하여 트리거 암(Arm) 을 바깥쪽으로 열고 내려온다. 일어서는 동작이 계속되고, 스프링 체는 반발력으로 상부 프레임(F1)을 완전히 밀어 올린다. 안장을 안장 고정핀(S 8)으로 안장고정 플러그(S 6) 와 안장고정 소켓(S 7, Socket)을 체결하여, 스프링 체와 하부 프레임의 작동을 정지 시킬 수 있다.

도면 5 에 서,

트리거(T) 의 상세구조와 록킹 바(LB)의 들고(in) 남(out)에 따른 트리거 암(T10)의 작동상태를 보여준다. (a)는 트리거 프레임(T14)을 정면에서 본 외부면 이고, (b)는 트리거 정면 내부 단면으로, 롤러가 장치된 한 쌍의 트리거 암(T10)이 트리거 암 핀(T12)으로 체결되어 있고, 트리거 슬라이더(T8)가 트리거 슬라이더 축(T6)에 의하여 상부프레임 톱 커버에 장치되어 있으며, 트리거 슬라이드는 트리거 암이 바깥쪽으로 열리는 것을 억제하여, 록킹 바(LB)를 트리거 암(T10)내부에 붙들고(lock) 있다. (c)는 트리거 의 측면 단면으로서, 상부 프레임이 록킹 바(LB)를 통하여 트리거 에 록킹(locking) 된 상태를 보여 준다. (d), (e), (f) 는 록킹 바(LB)와 트리거 슬라이더(T8)의 움직임과 연동하여 작동하는 트리거 암(T10)의 동작을 보여준다. (d)는 록킹 바(LB)의 진입(in)에 의한 안으로 열림, (e)는 트리거 슬라이더(T8)에 의한 록킹, (f)는 트리거 슬라이더(T8)의 슬라이드 아웃(slide out)에 의한 록킹 바(LB)의 이탈(release)을 보여준다.

AS : 스프링 체
AS 1 : 스프링 체 실린더 AS 2 : 스프링 체 피스톤
AS 3 : 상부 아이 로드 축 AS 4 : 상부 아이 로드
AS 5 : 하부 아이 로드 축 AS 6 : 하부 아이 로드
B : 벨트
LB : 록킹 바(Locking bar)
F 1 : 상부 프레임 F1-1 : 상부 프레임 톱 커버
F 2 : 하부 프레임 F2-1 : 하부 프레임 슬롯 S1 :안장 S2 :안장연결 힌지 S3 :안장 프레임
S4 :안장 스프링 S5 :안장고정핀 홀 S6 :안장고정 플러그
S7 : 안장고정 소켓(Socket) S8 : 안장 고정 핀
ST1: 스프링 체 스트로크(stroke) ST2: 하부 프레임 스트로크
T : 트리거(Trigger)
T1 : 안장 트리거 라인 고정점 T2 : 트리거 라인(line)
T3 : 트리거 라인 하부 풀리(Pulley) T4 : 트리거 라인 상부 풀리
T5 : 상부 트리거 라인 고정점 T6 : 트리거 슬라이더 축
T7 : 트리거 슬라이더 스프링 T8 : 트리거 슬라이더(Slider)
T9 : 트리거 암(Arm) 스프링 T10: 트리거 암(Arm)
T11: 트리거 암 롤러 핀(Pin) T12: 트리거 암 핀
T13: 트리거 암 롤러(Roller) T14: 트리거 프레임

Claims

실린더와 피스톤으로 구성되고 압축 반발력을 가지는 스프링 체와 그 스프링 체의 상 하부에 연결되는 상 하부 중첩 식 프레임, 상부 프레임에 고정되는 안장, 인체에 착용하는 벨트로 구성되어, 앉을 때의 신체에 의한 중력을 스프링 체에 압축 저장하였다가, 일어날 때 그 저장된 반발력을 이용하여 인체의 부하를 줄여주는 것을 특징으로 하는 중첩 식 외다리 휴대용 작업의자.
제1 항에 있어서,
신체 하중을 받는 하부 프레임의 하단부에 축 베어링(thrust bearing) 이 장치하여, 하부프레임을 축으로 하여 앉은 자세에서의 회전이 쉽게 한 것을 특징으로 한 중첩 식 외다리 휴대용 작업의자.
인체가 앉은 상태에서 일어서려고 할 때의 선행 동작에 의한 압력의 변화를 감지하여 트리거(T) 로 전달하여 제어함으로써, 일어서려는 동작을 취할 때에만 스프링 체의 반발력이 작동할 수 있게 한, 트리거 에 의하여 반발력이 제어되는 것을 특징으로 하는 중첩 식 외다리 휴대용 작업의자.
제3 항에 있어서,
안장(S 1), 안장 스프링(S 4), 트리거 라인(T 2), 트리거 슬라이드(T 8), 트리거 암(T 10) 이 상호 연동 되어 제어되는 트리거 장치와 선행동작을 이용하는 방식.