KR20190109982A - Muscular strength assist device improved battery storage structure - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 배터리의 탈착이 용이하고 배터리의 분리 시 파손을 방지할 수 있는 배터리의 수납 구조가 개선된 근력 보조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a muscle strength assisting device that is improved in the battery storage structure that can be easily detachable and prevent damage when the battery is detached.
최근 로봇 관련 기술의 폭넓은 적용에 따라, 장애나 노화 등으로 근력이 저하되어 보행이 어려운 사람들을 위한 보행보조장치가 널리 사용되고 있다. Recently, according to the wide application of robot-related technology, a walking aid device for people who have difficulty walking due to muscle strength is lowered due to disability or aging.
일반적으로 보행보조장치는 사용자가 탑승한 후 전동식으로 구동되는 탑승식 장치와, 사용자가 착용하고 보행 등의 재활 훈련을 하는 착용식 장치가 있다.In general, the walking aid device is a riding device that is electrically driven after the user boarded, and a wearable device that the user wears and rehabilitation training such as walking.
착용식(wearable type) 장치는 다관절의 골격 구조를 갖는 일종의 로봇으로, 사용자가 착용했을 때 사용자의 근력을 보조하는 역할을 한다. 착용식 장치는 모터 등의 구동장치로부터 발생되는 구동력을 사용자에게 제공함으로써 근력을 보조한다. 착용식 로봇의 일 예가 한국공개특허공보 제10-2010-0094998호(공개일 2010년08월27일)에 개시되어 있다.A wearable type device is a kind of robot having a multi-joint skeletal structure, and serves to assist the user's muscle strength when worn by the user. The wearable device assists muscle strength by providing a user with driving force generated from a driving device such as a motor. An example of a wearable robot is disclosed in Korean Patent Publication No. 10-2010-0094998 (published August 27, 2010).
도 1은 종래의 장착식 동작보조장치를 도시한 사시도이다(도면에 도시된 도번은 도 1의 설명에만 적용되는 도번임).1 is a perspective view showing a conventional mounting operation aid (Fig. 1 shown in the drawing is a diagram applied only to the description of Fig. 1).
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 장착식 동작보조장치는 하반신 운동기능 장애자 또는 보행운동의 재활을 실시하는 환자 등과 같이 자력보행이 곤란한 사람의 보행동작을 보조(어시스트)하는 장치이다.As shown in FIG. 1, a conventional mounted motion assisting device is a device for assisting (assisting) a walking motion of a person having difficulty walking with a magnetic body, such as a person with a lower limb motor function or a patient performing rehabilitation of a walking motion.
동작보조장치(10)를 장착한 장착자(12)는 스스로의 의사로 보행동작을 실시하면, 보행동작에 의해 발생한 생체 신호에 따른 구동토크가 어시스트력으로서 동작보조장치(10)로부터 부여된다. 따라서, 장착자(12)는 본인의 근력과 액츄에이터(본실시예에서는, 전동식의 구동모터를 사용함)로부터의 구동토크의 합력에 의해 전체중을 지지하면서 보행할 수 있다.When the
구동부는, 장착자(12)의 오른쪽 고관절에 위치하는 오른쪽 허벅지 구동모터(20), 장착자(12)의 왼쪽 고관절에 위치하는 왼쪽 허벅지 구동모터(22)가 구비된다. 또한, 장착자(12)의 오른쪽 무릎관절에 위치하는 오른쪽 무릎 구동모터(24) 및 장착자(12)의 왼쪽 무릎 관절에 위치하는 왼쪽 무릎 구동모터(26)를 갖는다.The drive unit is provided with a right
또한, 장착자(12)의 허리에 장착되는 벨트형상의 허리체결부재(30)에는, 구동모터(20, 22, 24, 26)를 구동시키기 위한 전원으로서 기능하는 배터리(32, 34)가 장착되어 있다. 배터리(32, 34)는 충전식 배터리이며, 장착자(12)의 보행동작을 방해하지 않도록 장착자의 허리 좌우측에 분산 배치되어 있다.In addition, the belt-shaped
그런데 이러한 종래의 배터리 장착 구조는 배터리(32, 34)가 외부로 그대로 노출되는 형태이므로 외력에 의해 배터리(32, 34)가 분리될 위험이 있다. 또한, 분리된 배터리(32, 34) 가 낙하하여 파손될 위험이 있다.However, since the conventional battery mounting structure is a form in which the
다른 형태의 근력 지원용 착용형 로봇의 경우 전술한 문제의 해결책을 제시할 수 있다. 한국등록특허공보 제10-1693795호(등록일 2017년01월02일)에 개선된 배터리 구조를 갖는 근력 지원용 착용형 로봇이 개시되어 있다. Another type of wearable robot for strength support may suggest a solution to the above problem. Korean Registered Patent Publication No. 10-1693795 (Registration date January 02, 2017) discloses a wearable robot for muscle strength support having an improved battery structure.
도 2는 종래의 근력 지원용 착용형 로봇의 배면도이다(도면에 도시된 도번은 도 2의 설명에만 적용되는 도번임).Figure 2 is a rear view of a conventional wearable robot for muscle strength support (the figure shown in the drawing is a figure applied only to the description of Figure 2).
도 2에 도시된 바와 같이, 근력 지원용 착용형 로봇은 착용자의 허리 부분에 착용되는 착용부재(100), 착용부재(100)에 회전 가능하게 연결되는 대퇴부 지지부재(200), 대퇴부 지지부재(200)의 하단부 측에 회전 가능하게 연결되는 아랫다리 지지부재(300)를 포함한다. 아랫다리 지지부재(300)의 하부에는 착용자의 발에 착용되는 발 지지부재(400)가 회전 가능하게 연결된다. 대퇴부 지지부재(200)는 제1구동기기(500)에 의해 회전 작동되고, 아랫다리 지지부재(300)는 제2구동기기(600)에 의해 회전 가능하게 작동된다. 또한, 근력 지원용 착용형 로봇은 제1구동기기(500) 및 제2구동기기(600)에 전기 전원을 공급하는 배터리부(730)를 포함한다. 배터리부(730)는 제어기기(700) 내에 수용된다.As shown in FIG. 2, the wearable robot for muscle strength support includes a wearing
그런데 이러한 종래의 근력 지원용 착용형 로봇은 배터리를 분리할 수 없는 구조이므로 착용형 로봇에 배터리를 탑재한 상태로 배터리를 충전해야 한다. 따라서 배터리를 충전하는 동안 로봇을 사용할 수 없고, 배터리 충전을 위해 불필요하게 많은 공간을 차지하게 되어 불편함이 있다.However, since the conventional wearable robot for strength support has a structure in which the battery cannot be separated, the wearable robot needs to be charged with the battery mounted thereon. Therefore, the robot cannot be used while charging the battery, and unnecessarily takes up a lot of space for charging the battery, which is inconvenient.
본 발명의 목적은 배터리의 외부 노출 및 파손을 방지할 수 있는 배터리 수납 구조가 개선된 근력 보조 장치를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a muscle strength assistance device having an improved battery accommodating structure capable of preventing external exposure and breakage of a battery.
또한, 본 발명의 목적은 배터리의 분리 시 배터리의 낙하 및 그에 따른 파손을 방지할 수 있는 배터리 수납 구조가 개선된 근력 보조 장치를 제공하는 것이다.In addition, it is an object of the present invention to provide a muscle strength assisting device having an improved battery storage structure that can prevent the battery falling and resulting damage when the battery is separated.
또한, 본 발명의 목적은 원터치 방식으로 배터리를 탈착할 수 있는 배터리 수납 구조가 개선된 근력 보조 장치를 제공하는 것이다. In addition, it is an object of the present invention to provide a muscle strength assistance device having an improved battery housing structure capable of detaching a battery in a one-touch manner.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있고, 본 발명의 실시예에 의해 보다 분명하게 이해될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허 청구 범위에 나타낸 수단 및 그 조합에 의해 실현될 수 있음을 쉽게 알 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects and advantages of the present invention, which are not mentioned above, can be understood by the following description, and more clearly by the embodiments of the present invention. Also, it will be readily appreciated that the objects and advantages of the present invention may be realized by the means and combinations thereof indicated in the claims.
본 발명에 따른 근력 보조 장치는 사용자의 신체에 장착되는 메인 프레임 유닛 및 서브 프레임 유닛과, 이들을 연결하며 내부에 수용 공간을 형성하는 메인 바디와 메인 바디를 개폐하는 메인 커버를 구비하는 메인 컨트롤 유닛을 제공한다. 메인 컨트롤 유닛 내에 배터리가 수납되므로 배터리의 외부 노출 및 그에 따른 파손을 방지할 수 있다.The muscle strength assistance apparatus according to the present invention includes a main control unit having a main frame unit and a sub frame unit mounted to a user's body, a main body connecting the two and forming an accommodation space therein, and a main cover opening and closing the main body. to provide. Since the battery is housed in the main control unit, it is possible to prevent external exposure of the battery and its damage.
또한, 본 발명에 따른 근력 보조 장치는 메인 컨트롤 유닛 내에 수납되는 배터리를 구비하고, 배터리가 메인 바디의 하측으로 분리된다. 본 발명에 따른 근력 보조 장치는 배터리의 분리 시 배터리의 낙하 속도를 감속하는 속도 조절 모듈을 포함하므로 배터리의 낙하에 따른 파손을 방지할 수 있다.In addition, the muscle strength assistance apparatus according to the present invention includes a battery housed in the main control unit, the battery is separated to the lower side of the main body. The muscle strength assisting apparatus according to the present invention includes a speed control module for slowing down the falling speed of the battery when the battery is separated, thereby preventing damage caused by the falling of the battery.
또한, 본 발명에 따른 근력 보조 장치는 배터리를 분리하기 위한 배터리 분리 모듈을 구비한다. 배터리 분리 모듈은 배터리의 하단에 결합되는 본체와, 본체 내부에 수용되어 본체를 메인 바디에 탈착 가능하게 지지하는 모듈 결합부재와, 모듈 결합부재를 상기 메인 바디에 결합 또는 분리시키는 분리 버튼부와, 분리 버튼부를 메인 커버의 일측에 대해 회동 가능하게 지지하는 분리 스프링을 포함한다. 이들은 상호 연동하여 동작하도록 결합되므로, 사용자가 분리 버튼부를 한번 조작하는 원터치 동작에 의해 메인 컨트롤 유닛의 메인 바디로부터 배터리를 분리할 수 있다.In addition, the muscle strength assist device according to the present invention includes a battery separation module for separating the battery. The battery separation module includes a main body coupled to the lower end of the battery, a module coupling member accommodated in the main body to detachably support the main body to the main body, and a separation button unit for coupling or separating the module coupling member to the main body; It includes a separation spring for supporting the release button portion rotatably with respect to one side of the main cover. Since they are coupled to operate in conjunction with each other, the user can separate the battery from the main body of the main control unit by one-touch operation of operating the release button unit once.
본 발명에 따른 배터리 수납 구조가 개선된 근력 보조 장치는 배터리가 메인 컨트롤 유닛 내에 수납되므로 사용자에 의해 분리될 때를 제외하고 배터리가 외부로 노출되지 않는다. 따라서 배터리의 노출에 따른 파손이나 외력에 의한 분리, 낙하 및 그에 따른 파손을 방지할 수 있다. 이에 따라 유지 보수 비용이 절감되는 효과가 있다.The muscle strength assist device having improved battery accommodation structure according to the present invention does not expose the battery to the outside except when separated by the user since the battery is stored in the main control unit. Therefore, it is possible to prevent the breakage caused by the exposure of the battery or the separation, fall and damage caused by the external force. As a result, maintenance costs are reduced.
또한, 본 발명에 따른 배터리 수납 구조가 개선된 근력 보조 장치는 배터리의 분리 시 속도 조절 모듈에 의해 배터리의 낙하 속도가 감속되므로 배터리의 낙하에 따른 파손을 방지할 수 있다. 따라서 유지 보수 비용이 절감되는 효과가 있다.In addition, the muscle strength assist device with improved battery storage structure according to the present invention can be prevented from damage due to the fall of the battery since the fall speed of the battery is reduced by the speed control module when the battery is separated. Therefore, the maintenance cost is reduced.
또한, 본 발명에 따른 배터리 수납 구조가 개선된 근력 보조 장치는 배터리와 배터리 분리 모듈이 상호 연동하도록 결합되므로 원터치 방식으로 배터리가 분리될 수 있다. 따라서 사용자의 편의성이 향상되는 효과가 있다.In addition, the muscle assisting device having an improved battery accommodation structure according to the present invention is coupled to interoperate with the battery and the battery separation module so that the battery can be separated in a one-touch manner. Therefore, the user's convenience is improved.
도 1은 종래의 장착식 동작보조장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 종래의 근력 지원용 착용형 로봇의 배면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 근력 보조 장치를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3에 따른 근력 보조 장치의 측면도이다.
도 5는 도 3에 따른 근력 보조 장치의 착용한 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 도 3에 따른 근력 보조 장치의 메인 컨트롤 유닛의 주요 부분을 분해한 사시도이다.
도 7은 도 6의 메인 컨트롤 유닛에 따른 배터리 분리 모듈을 도시한 분해 사시도이다.
도 8은 도 6의 메인 컨트롤 유닛에 따른 배터리를 도시한 사시도이다.
도 9는 도 6의 메인 컨트롤 유닛에 따른 메인 커버의 일부 사시도이다.
도 10은 도 6에 따른 배터리 장착 상태 시 주요 부위를 도시한 사시도이다.
도 11은 도 6에 따른 배터리 분리 시 주요 부위를 도시한 사시도이다.
도 12는 도 6의 메인 컨트롤 유닛에 따른 속도 조절 모듈의 분해 사시도이다.
도 13은 도 3의 근력 보조 장치에 따른 배터리 분리 모듈의 동작 상태를 도시한 사시도이다.
도 14는 도 3의 근력 보조 장치에 따른 배터리의 자유 낙하 상태를 도시한 도면이다.
도 15는 도 3의 근력 보조 장치에 따른 배터리의 댐핑 낙하 상태를 도시한 도면이다.1 is a perspective view showing a conventional mounting operation aid.
2 is a rear view of a wearable robot for supporting conventional muscle strength.
3 is a perspective view showing a muscle strength assisting apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a side view of the muscle strength assistance device according to FIG. 3.
FIG. 5 is a diagram illustrating a worn state of the muscle strength assisting apparatus according to FIG. 3.
6 is an exploded perspective view of the main part of the main control unit of the muscle strength assistance device according to FIG.
FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a battery separation module according to the main control unit of FIG. 6.
8 is a perspective view illustrating a battery according to the main control unit of FIG. 6.
9 is a partial perspective view of the main cover according to the main control unit of FIG. 6.
FIG. 10 is a perspective view illustrating main parts in a battery mounting state of FIG. 6. FIG.
FIG. 11 is a perspective view illustrating main parts of the battery according to FIG. 6.
12 is an exploded perspective view of the speed control module according to the main control unit of FIG. 6.
FIG. 13 is a perspective view illustrating an operating state of the battery separation module according to the muscle strength assistance device of FIG. 3.
FIG. 14 is a view illustrating a free fall state of a battery according to the muscle strength assist device of FIG. 3.
FIG. 15 is a view illustrating a damping drop state of a battery according to the muscle assisting apparatus of FIG. 3.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.The above objects, features, and advantages will be described in detail with reference to the accompanying drawings, whereby those skilled in the art to which the present invention pertains may easily implement the technical idea of the present invention. In describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the known technology related to the present invention may unnecessarily obscure the gist of the present invention, the detailed description will be omitted. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to indicate the same or similar components.
최근 장애나 노화 등으로 근력이 저하되어 보행이 어려운 사람들을 위해 신체에 착용하는 웨어러블 타입(wearable type)의 근력 보조 장치가 개발되어 사용된다.Recently, wearable type muscle strength assistance devices that are worn on the body for people who have difficulty walking due to a decrease in muscle strength due to disability or aging are developed and used.
이하에서는 근력 보조 장치는 하체 근력이 저하된 사용자를 위한 하체 착용식 근력 보조 장치를 예로 하여 그 구조를 간략하게 설명하기로 한다(이하에서 사용자는 근력 보조 장치를 착용하는 사람, 보조자는 근력 보조 장치의 착용을 돕거나 근력 보조 장치를 이송하는 사람으로 정의한다).Hereinafter, the strength assist device will be briefly described as an example of a lower body worn type muscle assist device for a user whose lower body strength has been reduced (hereinafter, the user is a person who wears the strength assist device and the assistant is a strength assist device). Defined as the person who assists in the wearing of or transports strength aids).
도 3은 본 발명의 다기능 복합 지지 장치에 결합되는 근력 보조 장치를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 근력 보조 장치의 측면도이다. 도 5는 도 3에 따른 근력 보조 장치의 착용한 상태를 도시한 도면이다.Figure 3 is a perspective view of the strength assist device coupled to the multifunctional composite support device of the present invention, Figure 4 is a side view of the muscle assist device according to FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating a worn state of the muscle strength assisting apparatus according to FIG. 3.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 근력 보조 장치(1)는 사용자가 하체에 착용하고 보행 등의 재활 훈련을 할 때 사용자의 하체 근력을 보조한다. 근력 보조 장치(1)는 크게 기능 제어를 위한 메인 컨트롤 유닛(2)과 서브 컨트롤 유닛(3), 사용자의 골반과 허리측에 장착되는 메인 프레임 유닛(4)과 서브 프레임 유닛(5), 사용자의 다리 쪽에 장착되는 레그 유닛(6)과, 신발을 고정하기 위한 신발 고정 유닛(7)을 포함한다.3 to 5, the muscle
메인 컨트롤 유닛(2)은 메인 프레임 유닛(4) 상에 구비되며, 사용자의 허리 쪽에 위치한다. 메인 컨트롤 유닛(2)은 사용자의 신체 사이즈에 따라 메인 프레임 유닛(4)의 폭을 조절할 수 있다. 또한, 메인 컨트롤 유닛(2)은 근력 보조 장치의 동작을 위해 전원을 제공하는 배터리 팩을 구비할 수 있다. 배터리 팩은 배터리 분리 모듈(210)과 배터리(230), 속도 조절 모듈(250)로 구성될 수 있다(이에 대해서는 후술하기로 한다). 메인 컨트롤 유닛(2)에는 서브 프레임 유닛(5)이 결합된다.The
서브 프레임 유닛(5)은 사용자의 허리를 지지하고, 허리에 결합되는 부분이다. 서브 프레임 유닛(5)은 원터치 방식으로 길이 조절이 가능한 벨트에 의해 사용자의 허리에 장착된다. 사용자의 허리와 접촉되는 부분은 충격 흡수가 가능한 소재가 부착되어 사용자의 착용감을 향상시킬 수 있다.The
메인 프레임 유닛(4)은 메인 컨트롤 유닛(2)을 지지하며, 사용자의 골반 일측에서 타측까지를 감싸는 형태를 갖는다. 메인 프레임 유닛(4)은 대략 'U'자 형상으로, 절곡된 부분에 메인 컨트롤 유닛(2)이 장착된다. 메인 프레임 유닛(4)의 절곡된 부분은 사용자의 허리 쪽에 위치한다. 메인 프레임 유닛(4)의 양단부는 사용자의 다리를 향해 하향 배치된다. 따라서 메인 프레임 유닛(4)은 양측에 경사진 부분이 존재하게 되는데, 이 부분에 서브 컨트롤 유닛(3)이 각각 구비된다.The
서브 컨트롤 유닛(3)은 사용자의 근력을 보조하는 보조력의 강약을 조절하는 부분이다. 서브 컨트롤 유닛(3)은 회전 다이얼 방식으로 보조력을 조절할 수 있다. 서브 컨트롤 유닛(3)에는 보조력의 정도를 램프로 표시하는 인디케이터가 구비될 수 있다. 서브 컨트롤 유닛(3) 내부에 보조력을 제공하는 구동수단이 구비될 수 있다. 서브 컨트롤 유닛(3)의 하측에 레그 유닛(6)이 결합된다.The
레그 유닛(6)은 사용자의 양쪽 다리에 각각 착용되어야 하므로 한 쌍으로 구비된다. 레그 유닛(6)은 사용자의 허벅지 쪽에 장착되는 어퍼 레그 프레임(6a)과, 어퍼 레그 프레임(6a) 상에 구비되어 보조력을 제공하는 레그 구동부(6b)와, 사용자의 종아리 쪽에 장착되는 로어 레그 프레임(6d)과, 사용자의 다리를 감싸는 벨트(6c)를 포함한다. The
어퍼 레그 프레임(6a) 및 로어 레그 프레임(6d), 레그 구동부(6b)는 사용자의 보행 시 관절 부위의 원활한 굽힘 운동을 위해 사용자의 다리 측면에 배치된다. 어퍼 레그 프레임(6a) 및 로어 레그 프레임(6d)에는 원터치 다이얼 방식으로 길이가 조절되는 벨트(6c)가 각각 구비된다. The
어퍼 레그 프레임(6a) 및 로어 레그 프레임(6d)은 벨트(6c)에 의해 사용자의 다리에 탈착 가능하게 결합된다. 어퍼 레그 프레임(6a) 및 로어 레그 프레임(6d)은 레그 구동부(6b)를 기준으로 사용자의 무릎 관절 운동 방향에 대응하는 방향으로 회전된다. The
어퍼 레그 프레임(6a)의 상측은 메인 프레임 유닛(4)의 고관절 구조에 의해 바깥쪽으로 소정 각도 벌어질 수 있다. 또한, 어퍼 레그 프레임(6a) 및 로어 레그 프레임(6d)은 사용자의 다리 각도에 대응하여 안쪽 또는 바깥쪽으로 각도 조절이 가능한 다관절 구조를 가질 수 있다.The upper side of the
레그 구동부(6b)는 모터와 기어 세트 등으로 구성될 수 있으며, 사용자가 다리를 움직일 때 사용자의 근력을 보조하는 보조력을 발생시킨다. 레그 구동부(6b)는 적절한 보조력을 발생시킬 수 있는 모터 및 기어 세트 이외에 다른 구성품으로 대체될 수 있다. 로어 레그 프레임(6d)의 하단에 신발 고정 유닛(7)이 결합된다.The
신발 고정 유닛(7)은 레그 유닛(6)에 결합되며, 사용자가 신발을 신은 상태에서 사용자의 발을 지지한다. 신발 고정 유닛(7)은 사용자의 신발이 삽입되는 부분의 길이 조절이 가능하다. 따라서 신발 고정 유닛(7)은 신발 사이즈에 상관없이 모든 사용자의 신발을 고정시킬 수 있다.The
도 5에 도시된 바와 같이, 전술한 구성을 갖는 근력 보조 장치(1)는 사용자의 하체에 착용한 상태로 사용자가 보행 등의 훈련을 할 때 근력을 보조하는 역할을 한다. 사용자는 근력 보조 장치(1)를 착용한 상태에서 다기능 복합 지지 장치(10)를 잡고 지지하면서 보행하게 된다. 이때, 사용자가 걷거나 다리를 움직이면, 이를 감지해 레그 유닛(6)에 구동력을 부여함으로써 사용자의 근력을 보조하게 된다. As shown in FIG. 5, the muscle
구동력의 부여는 도면에 도시하지 않은 모터 등에 의해 이루어지며, 전력의 공급은 메인 컨트롤 유닛(2) 내에 수납된 배터리 팩을 통해 이루어진다. 배터리 팩은 전술한 바와 같이 배터리 분리 모듈(210), 배터리(230), 속도 조절 모듈(250)로 구성될 수 있다. 배터리 분리 모듈(210)과 배터리(230)는 함께 분리되어 따로 충전될 수도 있고, 다기능 복합 지지 장치(10)에 근력 보조 장치(1)가 거치된 상태에서 무선 충전 방식으로 충전될 수도 있다.The provision of the driving force is made by a motor or the like not shown in the figure, and the supply of power is made through a battery pack housed in the
이하에서는 배터리(230)가 충전이나 교체 등을 위해 분리되는 경우를 예로 하여 배터리(230)의 수납 및 분리 구조에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the storage and separation structure of the
도 6은 도 3에 따른 근력 보조 장치의 메인 컨트롤 유닛의 주요 부분을 분해한 사시도이다. 도 7은 도 6의 메인 컨트롤 유닛에 따른 배터리 분리 모듈을 도시한 분해 사시도이다. 도 8은 도 6의 메인 컨트롤 유닛에 따른 배터리를 도시한 사시도이다. 도 9는 도 6의 메인 컨트롤 유닛에 따른 메인 커버의 일부 사시도이다. 도 10은 도 6에 따른 배터리 장착 상태 시 주요 부위를 도시한 사시도이다. 도 11은 도 6에 따른 배터리 분리 시 주요 부위를 도시한 사시도이다. 도 12는 도 6의 메인 컨트롤 유닛에 따른 속도 조절 모듈의 분해 사시도이다.6 is an exploded perspective view of the main part of the main control unit of the muscle strength assistance device according to FIG. FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a battery separation module according to the main control unit of FIG. 6. 8 is a perspective view illustrating a battery according to the main control unit of FIG. 6. 9 is a partial perspective view of the main cover according to the main control unit of FIG. 6. FIG. 10 is a perspective view illustrating main parts in a battery mounting state of FIG. 6. FIG. FIG. 11 is a perspective view illustrating main parts of the battery according to FIG. 6. 12 is an exploded perspective view of the speed control module according to the main control unit of FIG. 6.
도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 메인 컨트롤 유닛(2)은 사용자의 허리에서 후방을 향해 배치되는 메인 바디(200)와, 메인 바디(200)의 일부를 개폐하는 메인 커버(202)를 포함할 수 있다. 메인 바디(200)와 메인 커버(202)는 상호 결합하여 내부에 수용 공간을 형성한다. 수용 공간의 일측에는 메인 프레임 유닛(4) 등의 길이 조절 등을 위한 구성품 등이 수용될 수 있다. 수용 공간의 후방 쪽에 배터리 팩이 수용될 수 있다. 이하에서는 편의상 메인 커버(202) 쪽 방향을 메인 바디(200)의 전방으로 정의하기로 한다.6 and 7, the
메인 바디(200)는 전면이 개방되며, 개방된 부분과 양측면을 감싸는 형태로 메인 커버(202)가 결합된다. 메인 바디(200)의 양쪽 측면부(200a)의 중앙에는 각각 속도 조절 모듈(250)의 기어가 삽입되는 기어 삽입홀(200b)이 관통 형성된다. 기어 삽입홀(200b)의 전방에는 기어의 고정을 위한 기어 지지부(200c)가 형성된다. 또한, 양쪽 측면부(200a)의 내측 하단에 인접하여 핀 삽입홈(200d)이 각각 오목하게 형성된다.The
기어 삽입홀(200b)은 후술할 피니언 기어(252)가 삽입되는 부분으로, 피니언 기어(252)의 크기에 대응하는 크기로 형성될 수 있다. 기어 삽입홀(200b)의 전방 쪽으로 기어 지지부(200c)가 형성된다.The
기어 지지부(200c)는 측면부(200a)와 수직인 판면을 가지며, 기어 고정부(254)가 삽입되는 부분이다. 기어 지지부(200c)는 후술할 기어 고정부(254)의 판면과 밀착되기 위해 측면부(200a)와 수직인 판면을 갖도록 형성된다. 기어 지지부(200c)는 피니언 기어(252)가 회전할 수 있을 정도의 간격을 두고 형성되며, 스크류 등의 체결부재의 삽입을 위해 소정의 두께를 갖는다.The
핀 삽입홈(200d)은 후술할 모듈 결합부재(2170)가 탈착 가능하게 지지되는 부분으로, 측면부(200a)의 내측에서 외측을 향해 형성된 홈이다. 핀 삽입홈(200d)은 모듈 결합부재(2170)의 단부 형상에 대응하는 형상을 갖는다.The
메인 커버(202)는 메인 바디(200)의 전방 및 양측을 커버하며, 횡단면이 대략 'ㄷ'자 형상을 갖는다. 메인 커버(202)의 전방 하측은 일부가 절개되어 개구되는 형태를 갖는다. 메인 커버(202)의 이러한 형태는 배터리 분리 모듈(210)의 분리 버튼부(2130)가 외부로 노출되도록 하기 위한 구조로, 개구된 부분은 분리 버튼부(2130)의 크기와 형상에 대응하여 형성될 수 있다. 절개된 부분의 일측에는 배터리 분리 모듈(210)의 분리 스프링(2150)이 삽입되어 지지되는 스프링 지지부(202a)가 형성된다.The
도 6 및 도 9에 도시된 바와 같이, 스프링 지지부(202a)는 메인 커버(202)의 절개된 부분 상측으로부터 하향 돌출 형성된다. 스프링 지지부(202a)는 메인 커버(202)의 내측 단부로부터 하향 돌출되며, 분리 스프링(2150)의 형상에 대응하는 원통형의 홈을 구비할 수 있다. 이 홈에 분리 스프링(2150)이 삽입되고, 분리 스프링(2150)에 의해 분리 버튼부(2130)가 메인 커버(202)에 회동 가능하게 지지된다(이에 대해서는 후술하기로 함).As shown in FIGS. 6 and 9, the
한편, 배터리 팩은 수용공간 내에 수용되며, 배터리 분리 모듈(210) 및 배터리 분리 모듈(210)에 결합되는 배터리(230), 배터리(230)의 낙하 시 낙하 속도를 조절하는 속도 조절 모듈(250)을 포함할 수 있다.On the other hand, the battery pack is accommodated in the accommodation space, the
도 6 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 배터리 분리 모듈(210)은 메인 바디(200)로부터 배터리(230)를 분리시키는 모듈이다. 배터리 분리 모듈(210)은 배터리(230)와 결합되는 본체(2110)와, 배터리(230)를 분리하기 위한 분리 버튼부(2130)와, 분리 버튼부(2130)를 회동 가능하게 지지하는 분리 스프링(2150)과, 본체(2110)를 메인 바디(200)에 탈착 가능하게 결합시키는 모듈 결합부재(2170)를 포함할 수 있다. 배터리 분리 모듈(210)은 다른 구성품들이 장착된 후 가장 전방쪽에 배치되는 부품이므로, 다른 부품들과의 결합 구조에 의해 그 형상에 제한을 받을 수 있다. 예를 들어, 배터리(230)와 배터리 분리 모듈(210)의 본체(2110)는 주변 부품들의 장착 구조 때문에 배면쪽에 오목한 홈을 가질 수 있다. 그러나 이러한 형상적인 특징은 주변 구성품들의 배치 구조가 변경되면 달라지는 형상일 뿐이며, 발명의 특징을 한정하는 것은 아니다.As shown in FIGS. 6 to 11, the
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본체(2110)는 배터리(230)의 하부에 결합되며, 배터리(230)의 폭과 두께에 대응하는 형상을 갖는다. 본체(2110)는 대략 육면체 형상이며, 배터리(230)가 결합되는 주변부 형상에 대응하여 후면에 홈이 형성될 수 있다(그러나 주변 결합 구조에 따라 이 홈은 삭제될 수 있다). 본체(2110)의 상면에는 배터리(230)가 삽입되는 배터리 삽입부(2112)가 돌출 형성된다. 본체(2110)의 전면에는 분리 버튼부(2130)가 결합되는 스토퍼 삽입홀(2114)이 형성되고, 양측면에는 모듈 결합부재(2170)의 일부가 노출되는 측면홀(2116)이 형성된다. 본체(2110)의 내부에는 삽입 공간(2118)이 형성되어 모듈 결합부재(2170)가 삽입된다(도 10 및 도 11 참조).As shown in FIGS. 8 and 9, the
배터리 삽입부(2112)는 본체의 상면으로부터 소정 높이로 볼록하게 돌출 형성된다. 배터리 삽입부(2112)는 배터리(230)의 하면에 삽입되는 부분이므로, 배터리(230)의 하면 보다 길이와 폭이 모두 약간 작게 형성된다. 배터리(230)에는 배터리 삽입부(2112)에 대응하는 모듈 삽입부(232)가 오목하게 형성될 수 있다. 그러나 반대로 배터리 삽입부(2112)가 오목하게 형성되고, 배터리(230)에 볼록한 모듈 삽입부(232)가 형성될 수도 있다. 즉, 배터리 삽입부(2112)와 모듈 삽입부(232)는 어느 하나가 돌출되고 다른 하나가 돌출된 형상에 대응하여 오목하게 형성됨으로써 상호 결합되는 구조이다.The
스토퍼 삽입홀(2114)은 본체(2110)의 전면에 한 쌍으로 형성되며, 전면을 관통하여 형성된다. 스토퍼 삽입홀(2114)은 분리 버튼부(2130)의 스토퍼(2134) 간격에 대응하는 간격을 두고 형성된다. 스토퍼 삽입홀(2114)의 크기 역시 스토퍼(2134)의 크기에 대응하는 크기로 형성된다.The
측면홀(2116)은 본체(2110) 내부에 수용된 모듈 결합부재(2170)의 일부가 노출되는 부분으로, 본체(2110)의 양측면에 관통 형성된다.The
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 분리 버튼부(2130)는 본체(2110)의 전방에 배치되며, 메인 커버(202)에 회동 가능하게 결합된다. 분리 버튼부(2130)는 사용자가 배터리(230)의 분리를 위해 당기는 부분으로, 배터리(230)를 분리하기 위한 스위치 역할을 한다.6 to 8, the
분리 버튼부(2130)는 본체(2110)의 전면 크기에 대응하는 크기를 갖는 플레이트(plate) 형상이다. 분리 버튼부(2130)는 메인 커버(202)의 곡률에 대응하여 곡면으로 형성될 수 있으며, 분리 버튼부(2130)의 하단은 사용자 편의성을 위해 내측으로 벤딩(bending)될 수 있다. 벤딩되는 부분은 소정의 폭을 가질 수 있으며, 사용자가 분리 버튼부(2130)를 잡아당길 때 손잡이 역할을 할 수 있다. 분리 버튼부(2130)는 상단에 분리 스프링(2150)이 삽입되는 스프링 삽입부(2132)가 구비된다. 분리 버튼부(2130)의 내면에는 스토퍼(2134)가 형성된다.The
스프링 삽입부(2132)는 분리 스프링(2150)이 삽입되는 부분으로, 분리 스프링(2150)을 매개로 분리 버튼부(2130)가 메인 커버(202)의 하측에 회동 가능하게 결합될 수 있다. 스프링 삽입부(2132)는 원통형으로 형성될 수 있으며, 분리 스프링(2150)의 일단이 삽입되는 홈이 형성될 수 있다.The
스토퍼(2134)는 한 쌍으로 형성되되 분리 버튼부(2130)의 내면으로부터 본체(2110)를 향해 돌출 형성된다. 스토퍼(2134)는 단부로 갈수록 그 면적이 좁아지는 삼각형 형상을 가질 수 있다. The
도 10에 도시된 바와 같이, 스토퍼(2134)는 분리 버튼부(2130)가 메인 커버(202)의 개구된 부분을 폐쇄하는 위치(배터리의 미분리 위치)에서 항상 모듈 결합부재(2170)의 헤드(2172)를 본체(2110)의 양측면을 향해 가압한다. As shown in FIG. 10, the
또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 스토퍼(2134)는 사용자가 분리 버튼부(2130)를 당겨 메인 커버(202)로부터 회전될 때 모듈 결합부재(2170)의 헤드(2172)와 분리된다. 가압력이 해제되면 모듈 결합부재(2170)는 탄성부재(2176)의 복원에 의해 삽입 공간(2118) 내부로 이동하므로 본체(2110)가 메인 바디(200)로부터 분리될 수 있다.In addition, as shown in FIG. 11, the
스토퍼(2134)가 삽입되는 과정을 단계별로 살펴보면, 스토퍼(2134)는 분리 버튼부(2130)가 본체(2110)의 스토퍼 삽입홀(2114)에 삽입될 때 그 단부가 모듈 결합부재(2170)의 경사면(2173)에 접촉된다. 분리 버튼부(2130)가 완전히 닫히면서 스토퍼(2134)가 스토퍼 삽입홀(2114)에 완전히 삽입된다. 이때, 스토퍼(2134)가 스토퍼 삽입홀(2114) 내부로 점차 진입하면서 경사면(2173)을 따라 모듈 결합부재(2170)의 단부 쪽으로 이동하게 된다. Looking at the step of inserting the
도 10에 도시된 바와 같이, 스토퍼(2134)가 모듈 결합부재(2170)의 헤드(2172) 단부로 완전히 이동하면, 삽입 공간(2118)의 일측과 헤드(2172) 사이에 스토퍼(2134)가 위치하게 된다. 따라서 모듈 결합부재(2170)는 스토퍼(2134)의 두께만큼 측면홀(2116) 외부로 핀(2174)의 단부가 노출된다. As shown in FIG. 10, when the
노출된 핀(2174)의 단부가 메인 바디(200)의 핀 삽입홈(200d)에 삽입되어 본체(2110)를 메인 바디(200)에 결합시킨다. 본체(2110)에는 배터리(230)가 결합되므로 본체(2110)에 의해 배터리(230) 역시 메인 바디(200) 내에 수납된 상태를 유지하게 된다.An end of the exposed
반대로 도 12에 도시된 바와 같이, 분리 버튼부(2130)가 회전하여 스토퍼(2134)가 스토퍼 삽입홀(2114)에서 이탈하면 탄성부재(2176)의 복원력에 의해 모듈 결합부재(2170)가 삽입 공간(2118) 내부로 후퇴하게 된다. 따라서 전술한 바와 같이, 배터리 분리 모듈(210) 및 배터리(230)가 분리될 수 있다.On the contrary, as shown in FIG. 12, when the
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 분리 스프링(2150)은 메인 커버(202)와 분리 버튼부(2130)의 사이에 삽입되어 분리 버튼부(2130)를 메인 커버(202)에 대해 회동 가능하게 지지하는 역할을 한다. 분리 스프링(2150)은 코일 스프링으로, 권선된 스프링의 양단은 일자로 연장되는 형태의 스프링이다. 분리 스프링(2150)은 일단이 메인 커버(202) 쪽으로 연장되며, 연장된 단부와 권선된 스프링의 일부가 스프링 지지부(202a)에 삽입된다. 분리 스프링(2150)의 타단은 분리 버튼부(2130) 쪽으로 연장되며, 연장된 단부와 권선된 스프링의 일부가 스프링 삽입부(2132)에 삽입된다. 분리 스프링(2150)의 복원력은 분리 버튼부(2130)가 메인 커버(202)의 외측으로 회전했다가 복귀하는 방향으로 작용된다.As shown in FIGS. 8 and 9, the
한편, 본체(2110)는 내부에 모듈 결합부재(2170)가 삽입된다.On the other hand, the
도 8, 도 10 및 도 11에 도시된 바와 같이, 모듈 결합부재(2170)는 본체(2110) 내부의 삽입 공간(2118)에 수납되며, 분리 버튼부(2130)의 스토퍼(2134)와 접촉되는 헤드(2172)와, 헤드(2172)로부터 연장되어 측면홀(2116) 외부로 돌출되는 핀(2174)과, 모듈 결합부재(2170)를 탄성 지지하는 탄성부재(2176)로 구성될 수 있다. As shown in FIGS. 8, 10, and 11, the
헤드(2172)는 횡단면이 타원형인 통 형상 또는 다면체 형상일 수 있으며, 본체(2110)의 일단에 하면을 향하는 경사면(2173)이 형성된다. 경사면(2173)은 후술할 분리 버튼부(2130)의 스토퍼(2134)에 접촉되는 부분이다. 스토퍼(2134)에 의해 경사면(2173)이 밀리면서 모듈 결합부재(2170)가 본체(2110)의 길이 방향을 따라 이동하게 된다. 헤드(2172)의 타단에는 핀(2174)이 연장 형성된다.The
핀(2174)은 일단이 헤드(2172)로부터 연장되고 타단이 본체(2110)의 일측면을 향해 원통형으로 연장된다. 핀(2174)의 단부는 본체(2110)의 측면홀(2116) 외부로 노출되어 메인 바디(200) 상에 삽입되거나, 본체(2110)의 내부로 후퇴하여 메인 바디(200)로부터 분리된다. 핀(2174)의 이러한 움직임에 의해 배터리 분리 모듈(210)이 메인 바디(200)와 탈착 가능하게 결합되는 것이다. 핀(2174)은 탄성부재(2176)에 삽입되어 지지된다.The
탄성부재(2176)는 코일 스프링으로, 핀(2174)의 외주면에 삽입된 상태로 본체(2110) 내부에 설치된다. 탄성부재(2176)는 분리 버튼부(2130)의 스토퍼(2134)에 헤드(2172)가 가압된 상태에서 압축되고, 가압이 해제되면 복원된다. 이러한 복원력에 의해 핀(2174)이 본체(2110)의 측면홀(2116)로 노출되었다가 본체(2110) 내부로 수납된다.The
이러한 구성을 갖는 배터리 분리 모듈(210)과 배터리(230)가 결합되어 하나의 모듈을 구성한다.The
도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 배터리(230)는 메인 바디(200) 내부에 수납되고, 소정의 두께를 가지며, 대략 육면체의 형상을 갖는다. 배터리(230)의 일단에는 배터리 분리 모듈(210)이 결합되는 모듈 삽입부(232)가 형성된다. 전술한 바와 같이, 배터리(230)는 주변부와의 결합 구조에 따른 홈을 가질 수 있으며, 그 홈을 안착부(234)로 정의한다. 안착부(234)는 배터리(230)의 배면에 오목하게 형성될 수 있다. 배터리(230)의 양측면에는 길이 방향을 따라 기어 삽입홈(236)이 오목하게 형성될 수 있다.As illustrated in FIGS. 6 to 8, the
기어 삽입홈(236)은 속도 조절 모듈의 랙 기어(256)가 결합되는 부분으로, 배터리(230)의 양측면 상단에서 소정 길이로 형성된다. 기어 삽입홈(236)의 길이(L2)는 홈이 형성되지 않은 배터리(230)의 양측면 하부 길이(L1) 보다 길게 형성될 수 있다.The
배터리 분리 모듈(210)에 의해 배터리(230)가 분리 가능한 상태가 되면, 자중에 의해 배터리 분리 모듈(210) 및 배터리(230)가 낙하하게 된다. 배터리(230)가 메인 바디(200)의 하측으로 분리되는 구조이므로, 배터리(230) 및 배터리 분리 모듈(210)의 무게에 의해 이들이 자유낙하 하게 된다(자유 낙하).When the
배터리(230)의 양측에 랙 기어(256)가 결합되므로, 배터리(230)는 L1만큼 자유낙하 하다가 속도 조절 모듈(250)에 의해 낙하 속도가 늦춰지게 된다(댐핑 낙하). 따라서 배터리(230)의 분리 및 낙하에 따른 파손을 방지할 수 있다. Since the
이하에서는 배터리(230)의 낙하 속도를 조절하는 속도 조절 모듈(250)에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the
도 7 및 도 12에 도시된 바와 같이, 속도 조절 모듈(250)은 메인 바디(200)에 설치되는 피니언 기어(252)와, 피니언 기어(252)를 메인 바디(200)에 회전 가능하게 결합시키는 기어 고정부(254)와, 배터리(230)의 양측에 각각 삽입되는 랙 기어(256)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 7 and FIG. 12, the
피니언 기어(252)는 원형의 기어로, 외주면에 기어 이가 형성되고 중앙에 결합홀(252a)이 관통 형성된다. 결합홀(252a)은 기어 고정부(254)와 결합되기 위한 구성으로, 기어 고정부(254)가 이탈되지 않도록 일부가 일자 형상인 원형의 구멍 형상일 수 있다. 피니언 기어(252)는 기어 고정부(254)에 회동 가능하게 결합되며, 기어 이가 랙 기어(256)에 치형 결합된다.
또한, 피니언 기어(252)는 메인 바디(200)의 기어 삽입홀(200b)에 삽입될 때, 판면이 배터리(230)의 전면과 동일 평면상에 위치하도록 배치된다. 즉, 피니언 기어(252)는 메인 바디(200)의 측면부(200a)와 수직을 이루도록 배치된다.In addition, when the
기어 고정부(254)는 피니언 기어(252)의 판면과 평행하게 배치되는 일종의 판(plate) 형상을 가지며, 판면으로부터 메인 바디(200)의 후방을 향해 돌출 형성되는 지지축(254a)을 구비한다. 기어 고정부(254)는 기어 지지부(200c)의 전방 쪽에 면 접촉하도록 설치되며, 스크류 등의 체결부재에 의해 메인 바디(200)에 고정될 수 있다.The
지지축(254a)은 원통 형상이며, 기어 지지부(200c)를 관통하여 피니언 기어(252)를 향해 삽입된다. 지지축(254a)은 고정된 구성이며, 지지축(254a)의 단부에 피니언 기어(252)를 회동 가능하게 지지하는 결합 돌기(254b)가 형성된다.The
결합 돌기(254b)는 일단이 지지축(254a)의 단부에 회동 가능하게 결합되고, 타단이 피니언 기어(252)의 결합홀(252a)에 삽입된다. 결합 돌기(254b)가 피니언 기어(252)에 결합된 상태에서 피니언 기어(252)가 회전 가능하게 지지된다. 따라서 배터리(230)의 낙하로 랙 기어(256)가 하향 이동하면서 피니언 기어(252)에 맞물려 치형 결합되는 구간에서 랙 기어(256)의 이동에 의해 피니언 기어(252)가 회전하게 된다.One end of the
랙 기어(256)는 배터리(230)의 양측에 형성된 기어 삽입홈(236)에 각각 삽입되며, 길이 방향 일측을 따라 기어 이가 형성된다. 랙 기어(256)는 배터리(230)의 낙하 시 피니언 기어(252)와 치형 결합하여 배터리(230)의 자유 낙하 속도를 감소시킨다.The rack gears 256 are respectively inserted into
전술한 바와 같이, 배터리(230)가 자유낙하 하는 L1 구간(자유 낙하 구간)에서는 랙 기어(256)와 피니언 기어(252)가 치형 결합되지 않으므로 배터리(230) 및 배터리 분리 모듈(210)의 자중에 의해 이들이 L1만큼 자유 낙하하게 된다.As described above, since the
랙 기어(256)가 형성된 구간까지 배터리(230)가 낙하하면 랙 기어(256)와 피니언 기어(252)가 치형 결합하게 되고, 기어간의 결합 상태에서 배터리(230)가 낙하하게 된다(댐핑 낙하 구간). 따라서 배터리(230)가 자유 낙하할 때보다 낙하 속도가 감소될 수 있다.When the
배터리(230) 및 배터리 분리 모듈(210)의 자중에 의한 낙하 속도보다 기어간의 결합 상태에서의 낙하 속도가 감소되기 위해서는 피니언 기어(252)의 회전 속도가 중요하다. 피니언 기어(252)가 배터리(230) 및 배터리 분리 모듈(210)의 하중을 받으면서도 천천히 회전할 수 있어야 배터리(230) 및 배터리 분리 모듈(210)의 낙하 속도를 줄일 수 있다.The rotational speed of the
이를 위해, 피니언 기어(252)가 회전 가능하게 결합되는 기어 고정부(254)의 결합 돌기(254b)가 회전할 때 배터리(230) 및 배터리 분리 모듈(210)의 하중에도 천천히 회전할 수 있어야 한다. 따라서 결합 돌기(254b)는 기어 고정부(254)의 지지축(254a)에 결합될 때 배터리(230) 및 배터리 분리 모듈(210)의 하중을 고려하여 그 결합력이 설정되는 것이 바람직하다.To this end, when the engaging
즉, 결합 돌기(254b)가 지지축(254a)과 결합된 상태에서 회전될 때 마찰이 적게 발생한다면 결합 돌기(254b)가 빨리 회전해 피니언 기어(252)의 회전 속도 역시 빨라진다.That is, if less friction occurs when the engaging
반대로 결합 돌기(254b)가 지지축(254a)과 결합된 상태에서 회전될 때 마찰이 크게 발생한다면 결합 돌기(254b)가 상대적으로 천천히 회전해 피니언 기어(252)의 회전 속도 역시 감소된다.On the contrary, if friction is large when the engaging
따라서 배터리(230) 및 배터리 분리 모듈(210)의 하중을 받으면서도 피니언 기어(252)가 천천히 회전할 수 있도록 결합 돌기(254b)와 지지축(254a)의 결합력이 설정되어야 한다.Therefore, the coupling force of the
전술한 구성을 갖는 근력 보조 장치에 있어서, 배터리가 분리되는 과정을 간단하게 설명하기로 한다.In the muscle strength assistance device having the above-described configuration, a process of detaching the battery will be briefly described.
도 13은 도 3의 근력 보조 장치에 따른 배터리 분리 모듈의 동작 상태를 도시한 사시도이다. 도 14는 도 3의 근력 보조 장치에 따른 배터리의 자유 낙하 상태를 도시한 도면이다. 도 15는 도 3의 근력 보조 장치에 따른 배터리의 댐핑 낙하 상태를 도시한 도면이다(편의상 근력 보조 장치의 메인 커버 쪽을 전방으로 하여 설명함).FIG. 13 is a perspective view illustrating an operating state of the battery separation module according to the muscle strength assistance device of FIG. 3. FIG. 14 is a view illustrating a free fall state of a battery according to the muscle strength assist device of FIG. 3. FIG. 15 is a view illustrating a damping drop state of the battery according to the muscle power assist device of FIG. 3 (for convenience, the main cover side of the muscle power assist device will be described as forward).
도 13에 도시된 바와 같이, 근력 보조 장치(1)를 외측에서 볼 때, 사용자가 분리 버튼부(2130)를 사용자 쪽으로 당길 수 있다. 분리 버튼부(2130)를 전방으로 당기면, 분리 버튼부(2130)가 분리 스프링(2150)을 기준으로 상측으로 회전한다. 분리 버튼부(2130)가 회전하면서 모듈 결합부재(2170)를 메인 바디(200) 쪽으로 밀어주던 스토퍼(2134)가 모듈 결합부재(2170)와 이격된다.As shown in FIG. 13, when the muscle
스토퍼(2134)가 모듈 결합부재(2170)를 가압하는 힘이 제거되므로, 배터리 분리 모듈(210)의 본체(2110)가 메인 바디(200)로부터 분리된다.Since the force that the
도 14에 도시된 바와 같이, 본체(2110)가 분리되면 배터리 분리 모듈(210)과 배터리(230)가 자유 낙하 구간(L1)만큼 자유 낙하한다. 배터리(230)가 자유 낙하해 자유 낙하 구간을 지난 후 배터리(230)에 결합된 랙 기어(256)가 피니언 기어(252)와 만나 치형 결합한다. As shown in FIG. 14, when the
도 15에 도시된 바와 같이, 랙 기어(256)가 피니언 기어(252)와 결합되면, 배터리(230)와 배터리 분리 모듈(210)의 낙하 속도가 감소하게 된다. 배터리(230)가 댐핑 낙하 구간(L2)만큼 천천히 낙하하므로 사용자는 배터리(230)의 갑작스러운 분리 및 낙하에 따른 파손 없이 배터리(230)를 근력 보조 장치(1)로부터 분리할 수 있다.As shown in FIG. 15, when the
전술한 바와 같이, 사용자가 분리 버튼부(2130)를 당기는 동작 하나에 연동하여 배터리(230)가 분리되므로, 원터치 방식으로 간편하게 배터리(230)를 분리할 수 있다. 배터리(230)는 분리될 때 그 속도가 감속되어 낙하하므로 배터리(230)의 낙하에 따른 파손을 방지할 수 있다.As described above, since the
배터리(230)를 재결합할 때에는 낙하 방향과 반대 방향으로 배터리(230) 및 배터리 분리 모듈(210)을 상향 가압하여 메인 바디(200)로 밀어 삽입할 수 있다. When the
배터리 분리 모듈(210)의 본체(2110)가 메인 바디(200) 내로 삽입되면서 분리 버튼부(2130)의 스토퍼(2134)가 일시적으로 밀려 상측으로 일부 회전하게 된다. 본체(2110)가 메인 바디(200) 내의 수납 위치에 배치되고 분리 버튼부(2130)가 분리 스프링(2150)의 복원력에 의해 다시 원래의 위치로 복귀된다. As the
이때 스토퍼(2134)는 스토퍼 삽입홀(2114)의 위치에 배치되므로 스토퍼(2134)가 스토퍼 삽입홀(2114)에 삽입되어 모듈 결합부재(2170)를 본체(2110)의 측면홀(2116) 외측으로 밀게 된다. 스토퍼(2134)에 의해 모듈 결합부재(2170)의 핀(2174)이 측면홀(2116) 외측으로 돌출되고, 돌출된 핀(2174)이 메인 바디(200)의 핀 삽입홈(200d)에 삽입된다. 이에 따라 배터리(230) 및 배터리 분리 모듈(210)이 메인 바디(200)에 수납된 상태로 유지된다.At this time, since the
이렇게 배터리(230)가 메인 바디(200) 내에 수납되므로 배터리(230)가 외부로 노출되지 않아 배터리(230)의 손상이나 파손, 외력에 의한 분리를 방지할 수 있다.Since the
전술한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니다.The present invention described above is capable of various substitutions, modifications, and changes without departing from the spirit of the present invention for those skilled in the art to which the present invention pertains. It is not limited by.
1: 근력 보조 장치
2: 메인 컨트롤 유닛
3: 서브 컨트롤 유닛
4: 메인 프레임 유닛
5: 서브 프레임 유닛
6: 레그 유닛
7: 신발 고정 유닛
10: 다기능 복합 지지 장치
200: 메인 바디
202: 메인 커버
210: 배터리 분리 모듈
2110: 본체
2130: 분리 버튼부
2150: 분리 스프링
2170: 모듈 결합부재
230: 배터리
250: 속도 조절 모듈
252: 피니언 기어
254: 기어 고정부
256: 랙 기어1: strength aid 2: main control unit
3: sub control unit 4: main frame unit
5: sub-frame unit 6: leg unit
7: Shoe fixing unit 10: Multifunctional compound support device
200: main body 202: main cover
210: battery separation module 2110: main body
2130: release button portion 2150: release spring
2170: module coupling member 230: battery
250: speed regulation module 252: pinion gear
254: gear fixing unit 256: rack gear
Claims (14)
상기 메인 프레임 유닛의 양단에 각각 설치되어 상기 사용자의 다리를 따라 하방으로 연장되도록 형성되고, 상기 사용자의 근력을 보조하는 보조력을 발생시키는 레그 유닛;
상기 레그 유닛의 하단에 설치되어 상기 사용자의 발을 지지하는 신발 고정 유닛; 및
상기 메인 프레임 유닛 상에 결합되며, 내부에 수용 공간을 형성하는 메인 바디와, 상기 메인 바디를 개폐하는 메인 커버와, 상기 메인 바디 내부에 수납되고 상기 메인 바디의 하측으로 분리되는 배터리를 구비하는 메인 컨트롤 유닛을 포함하는
근력 보조 장치.
A main frame unit formed to surround the user's pelvis;
Leg units which are respectively installed at both ends of the main frame unit to extend downward along the leg of the user, and generates an auxiliary force to assist the muscle strength of the user;
A shoe fixing unit installed at a lower end of the leg unit to support the foot of the user; And
A main body coupled to the main frame unit and having a main body defining an accommodating space therein, a main cover opening and closing the main body, and a battery housed inside the main body and separated into a lower side of the main body With control unit
Strength aids.
상기 메인 컨트롤 유닛은
상기 배터리에 결합되어 상기 배터리를 상기 메인 바디로부터 분리시키는 배터리 분리 모듈을 더 포함하는
근력 보조 장치.
The method of claim 1,
The main control unit
A battery separation module coupled to the battery to separate the battery from the main body;
Strength aids.
상기 배터리 분리 모듈은
상기 배터리의 하단에 결합되는 본체와,
상기 본체 내부에 수용되어 상기 본체를 상기 메인 바디에 탈착 가능하게 지지하는 모듈 결합부재와,
상기 본체에 탈착 가능하게 결합되며, 상기 모듈 결합부재를 상기 메인 바디에 결합 또는 분리시키는 분리 버튼부와,
상기 분리 버튼부를 상기 메인 커버의 일측에 대해 회동 가능하게 지지하는 분리 스프링을 포함하는
근력 보조 장치.
The method of claim 2,
The battery separation module
A main body coupled to the lower end of the battery,
A module coupling member accommodated inside the main body to detachably support the main body to the main body;
A detachable button part detachably coupled to the main body and configured to couple or separate the module coupling member to the main body;
It includes a separation spring for supporting the release button portion rotatably with respect to one side of the main cover
Strength aids.
상기 본체는
육면체 형상으로, 상면에 상기 배터리가 삽입되는 배터리 삽입부가 형성되고,
상기 배터리는
하면에 상기 본체가 결합되는 모듈 삽입부가 형성되며,
상기 배터리 삽입부와 상기 모듈 삽입부 중 어느 하나는 돌출되고, 다른 하나는 오목하게 형성되어 상호 결합되는
근력 보조 장치.
The method of claim 3,
The main body
A hexahedron shape, the battery insert is formed on the upper surface is inserted,
The battery is
The lower surface is formed with a module insertion portion coupled to the main body,
One of the battery inserting portion and the module inserting portion protrudes, and the other one is formed concavely coupled to each other.
Strength aids.
상기 본체는
내부 양측에 각각 상기 모듈 결합부재가 수용되는 삽입 공간이 형성되어 상기 모듈 결합부재가 수용되고,
내부 양측에 각각 상기 모듈 결합부재의 일단이 노출되는 측면홀이 관통 형성되며,
상기 분리 버튼부를 향하는 일면에 상기 모듈 결합부재와 연통하도록 한 쌍의 스토퍼 삽입홀이 관통 형성되는
근력 보조 장치.
The method of claim 3,
The main body
Insertion spaces for receiving the module coupling member are formed on both sides of the inside to accommodate the module coupling member,
Side openings through which one end of the module coupling member is exposed are formed at both inner sides thereof,
A pair of stopper insertion holes penetrates through one surface of the separating button part to communicate with the module coupling member.
Strength aids.
상기 분리 버튼부는
상기 스토퍼 삽입홀을 향해 돌출 형성되며, 상기 스토퍼 삽입홀에 삽입될 때 상기 모듈 결합부재를 상기 측면홀을 향해 가압하는 한 쌍의 스토퍼를 포함하는
근력 보조 장치.
The method of claim 5,
The release button portion
Protruding toward the stopper insertion hole and including a pair of stoppers which press the module coupling member toward the side hole when inserted into the stopper insertion hole;
Strength aids.
상기 모듈 결합부재는
한 쌍으로 구비되며, 상기 스토퍼와 접촉되는 헤드와, 상기 헤드로부터 상기 측면홀을 향해 연장 형성된 핀과, 상기 핀의 외주면에 삽입되어 상기 핀을 탄성 지지하는 탄성부재를 포함하는
근력 보조 장치.
The method of claim 6,
The module coupling member
It is provided in a pair, comprising a head in contact with the stopper, a pin extending from the head toward the side hole, and an elastic member inserted into the outer peripheral surface of the pin to elastically support the pin
Strength aids.
상기 모듈 결합부재는
상기 스토퍼가 상기 스토퍼 삽입홀에 삽입된 상태에서, 상기 스토퍼에 의해 상기 측면홀 쪽으로 가압되어 상기 핀이 상기 측면홀 외부로 일부 노출되며,
상기 탄성부재는 압축된 상태로 유지되는
근력 보조 장치.
The method of claim 7, wherein
The module coupling member
In the state where the stopper is inserted into the stopper insertion hole, the stopper is pressed toward the side hole so that the pin is partially exposed to the outside of the side hole,
The elastic member is kept in a compressed state
Strength aids.
상기 메인 바디는
양측면 상에 형성되되 상기 측면홀에 대응하는 위치에 핀 삽입홈이 각각 형성되어 상기 핀이 삽입되는
근력 보조 장치.
The method of claim 8,
The main body
It is formed on both sides but the pin insertion groove is formed in a position corresponding to the side hole, respectively, the pin is inserted
Strength aids.
상기 메인 컨트롤 유닛은
상기 배터리의 분리 시 상기 배터리의 낙하 속도를 감속하는 속도 조절 모듈을 더 포함하는
근력 보조 장치.The method of claim 9,
The main control unit
Further comprising a speed control module for reducing the falling speed of the battery when the battery is separated
Strength aids.
상기 속도 조절 모듈은
한 쌍으로 구비되어 상기 메인 바디 상에 회전 가능하게 결합되되 상기 배터리를 사이에 두고 서로 마주보도록 설치되며, 외주면에 기어 이가 형성된 피니언 기어와,
상기 배터리의 양측에 각각 결합되어 상기 배터리의 분리 시 상기 피니언 기어에 치형 결합되는 랙 기어를 포함하는
근력 보조 장치.
The method of claim 10,
The speed control module
A pinion gear rotatably coupled to the main body and installed to face each other with the battery interposed therebetween, with gear teeth formed on an outer circumferential surface thereof,
A rack gear coupled to both sides of the battery and toothed to the pinion gear when the battery is separated;
Strength aids.
상기 배터리는
양측면 상측에 오목하게 형성되어 상기 랙 기어가 삽입되는 기어 삽입홈을 포함하는
근력 보조 장치.
The method of claim 11,
The battery is
Concave formed on both sides of the upper side includes a gear insertion groove into which the rack gear is inserted
Strength aids.
상기 기어 삽입홈은
상기 배터리의 양측면 길이보다 짧은 길이를 갖는
근력 보조 장치.
The method of claim 12,
The gear insertion groove
Having a length shorter than both sides of the battery
Strength aids.
상기 배터리의 분리 시 상기 배터리는 상기 기어 삽입홈 하부 길이만큼 자유 낙하하고, 상기 배터리에 결합된 상기 랙 기어와 상기 피니언 기어가 결합되면 상기 기어 삽입홈의 길이(L2)만큼 상기 자유 낙하하는 속도보다 감속된 속도로 낙하하는
근력 보조 장치.The method of claim 6,
When the battery is separated, the battery freely falls by the lower length of the gear insertion groove, and when the rack gear and the pinion gear coupled to the battery are coupled, the battery freely falls by the length L2 of the gear insertion groove. Falling at a slowed speed
Strength aids.
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---|---|---|---|
KR1020180031737A KR20190109982A (en) | 2018-03-19 | 2018-03-19 | Muscular strength assist device improved battery storage structure |
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