KR20190129188A - 근력보조용 웨어러블장치 - Google Patents

근력보조용 웨어러블장치 Download PDF

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KR20190129188A
KR20190129188A KR1020180053460A KR20180053460A KR20190129188A KR 20190129188 A KR20190129188 A KR 20190129188A KR 1020180053460 A KR1020180053460 A KR 1020180053460A KR 20180053460 A KR20180053460 A KR 20180053460A KR 20190129188 A KR20190129188 A KR 20190129188A
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김종찬
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Abstract

본 발명은 근력보조용 웨어러블장치에 관한 것으로, 본 발명은 팔의 상부 또는 다리의 상부에 착탈 가능하게 고정되는 고정지지유닛; 상기 팔 또는 다리에 부착되어 팔 또는 다리의 근육 움직임을 감지하는 근력감지유닛; 상기 고정지지유닛의 한쪽 단부에 장착되어 정,역회전력을 발생시키는 회전력발생유닛; 상기 팔의 하부 또는 다리의 하부에 착탈 가능하게 고정되며, 한쪽 단부가 상기 회전력발생유닛에 연결되어 상기 회전력발생유닛의 회전력에 의해 각회전하는 유동지지유닛; 상기 회전력발생유닛에 전원을 공급하는 전원공급유닛; 상기 근력감지유닛에서 감지되는 근력의 움직임에 따라 상기 회전력발생유닛에 정,역회전력을 발생시켜 상기 유동지지유닛을 왕복 각회전시키는 제어유닛;을 포함한다. 본 발명에 따르면, 팔과 다리를 반복적으로 움직이면서 노동을 하거나 팔 또는 다리만을 반복적으로 움직이면서 노동을 하는 사용자에게 노동력을 감소시키고, 또한 사용자가 착용한 상태에서 움직임이 편리하게 된다.

Description

근력보조용 웨어러블장치{WEARABLE APPARATUS FOR ASSISTING A POWER}
본 발명은 근력보조용 웨어러블장치에 관한 것이다.
일반적으로, 노인이나 장애인의 이동성 및 생활 향상을 추구하기 위하여 웨어러블 로봇이 개발되고 있다. 또한, 웨어러블 로봇은 반복적인 동작으로 노동하는 산업현장에서 노동자의 근력을 증강시키기 위하여 개발되고 있을 뿐만 아니라 다양한 분야에 적용하기 위하여 시스템이 개발되고 있다. 이와 같은 웨어러블 로봇은 인체의 관절을 모방한 외골격 형태를 띄며 착용자로부터 동기신호를 입력받아 근력을 증폭시켜주게 되며 동기신호의 형태에 따라 생체 신호, 힘 신호, 혼합형으로 분류된다. 여기서, 생체 신호는 착용자의 직접적인 근육팽창을 감지하여 데이터화 함으로서 동작 의도에 대한 빠른 응답과 지속적인 근육 신호에 대한 반응을 기대할 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2008-0059778호(2008. 07. 01. 공개일)(이하, 선행기술 1이라 함)에는 중앙고정체와, 그 중앙고정체의 일단에 힌지연결되어 일정 길이로 연장된 기준프레임과, 그 기준프레임의 일단에 힌지 연결되어 기준프레임으로부터 직각으로 일정 길이 연장된 제 1로봇암과, 그 제 1로봇암에 나사결합된 제 2로봇암과, 그 제 2로봇암의 일단과 힌지연결된 제 3로봇암과, 그 제 3로봇암의 일단부에 설치되어, 인체의 근력값을 측정하는 힘센서와, 제 3로봇암의 일단에 부착되어 인체의 일부가 고정되는 손목고정기를 포함하는 인체 착용용 근력지원로봇이 개시되어 있다. 그러나, 선행기술은 중앙고정체와 기준프레임을 사용자의 어깨에 착용하고 제1,2 로봇암들을 팔에 연결하여 사용하게 되므로 인체 착용용 근력지원로봇을 사용자가 착용한 상태에서 거동이 불편하게 되는 단점이 있다. 특히, 팔과 다리를 반복적인 움직이면서 노동을 하는 사용자에게는 적합하지 못한 단점이 있다.
본 발명의 목적은, 팔과 다리를 반복적으로 움직이면서 노동을 하거나 팔 또는 다리만을 반복적으로 움직이면서 노동을 하는 사용자에게 노동력을 감소시키는 근력보조용 웨어러블장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 착용한 상태에서 움직임이 편리한 근력보조용 웨어러블장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 팔의 상부 또는 다리의 상부에 착탈 가능하게 고정되는 고정지지유닛; 상기 팔 또는 다리에 부착되어 팔 또는 다리의 근육 움직임을 감지하는 근력감지유닛; 상기 고정지지유닛의 한쪽 단부에 장착되어 정,역회전력을 발생시키는 회전력발생유닛; 상기 팔의 하부 또는 다리의 하부에 착탈 가능하게 고정되며, 한쪽 단부가 상기 회전력발생유닛에 연결되어 상기 회전력발생유닛의 회전력에 의해 각회전하는 유동지지유닛; 상기 회전력발생유닛에 전원을 공급하는 전원공급유닛; 상기 근력감지유닛에서 감지되는 근력의 움직임에 따라 상기 회전력발생유닛에 정,역회전력을 발생시켜 상기 유동지지유닛을 왕복 각회전시키는 제어유닛;을 포함하는 근력보조용 웨어러블장치가 제공된다.
상기 고정지지유닛은 한쪽에 상기 회전력발생유닛이 장착되는 장착부가 구비되는 고정부재와, 상기 고정부재에 슬라이딩 가능하게 결합되어 길이를 조절하는 슬라이딩부재와, 상기 고정부재에 구비되어 상기 슬라이딩부재를 설정 위치에 고정하는 스토퍼와, 상기 슬라이딩부재의 단부에 연결되는 지지부재와, 상기 지지부재에 구비되어 지지부재를 팔 또는 다리에 고정하는 고정유닛을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 고정유닛은 한쪽이 지지부재에 고정되는 밴드와, 상기 밴드의 단부를 상기 지지부재에 착탈 가능하게 고정하는 버클을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 고정유닛은 한쪽이 지지부재에 고정되는 밴드와, 상기 지지부재에 구비되는 제1 착탈부와, 상기 밴드의 다른 한쪽에 구비되어 상기 지지부재에 구비된 제1 착탈부에 착탈되는 제2 착탈부를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 고정부재의 장착부에 팔꿈치나 무릎을 보호하는 보호대가 더 구비될 수 있다.
상기 근력감지유닛은 상기 팔 또는 다리의 상부 근력을 감지하는 제1 근력센서와, 상기 팔 또는 다리의 하부 근력을 감지하는 제2 근력센서를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 유동지지유닛은 한쪽에 상기 회전력발생유닛과 연결되는 연결부가 구비된 고정부재와, 상기 고정부재에 슬라이딩 가능하게 결합되어 길이를 조절하는 슬라이딩부재와, 상기 고정부재에 구비되어 상기 슬라이딩부재를 설정 위치에 고정하는 스토퍼와, 상기 슬라이딩부재의 단부에 구비되는 지지부재와, 상기 지지부재에 구비되어 지지부재를 팔 또는 다리에 고정하는 고정유닛을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 고정부재와 지지부재의 각 한쪽 면에 탄성재질의 스킨패드가 구비되는 것이 바람직하다.
본 발명은 팔과 다리를 반복적으로 움직이면서 노동을 하거나 팔 또는 다리만을 반복적으로 움직이면서 노동을 하는 사용자에게 노동력을 감소시켜 장시간 노동을 하게 될 경우 사용자의 노동에 대한 피로를 감소시키게 된다.
또한, 본 발명은 고정지지유닛, 회전력발생유닛, 유동지지유닛을 포함하게 되므로 사용자의 팔(또는 다리)의 상부와 하부에만 장착되어 사용자가 착용한 상태에서 착용의 부담감이 적고 움직임이 편리하게 되고, 사용자의 팔과 다리에 각각 또는 동시에 착용하여 사용할 수 있게 되어 활용도를 높이게 된다.
또한, 고정지지유닛과 유동지지유닛이 각각 고정부재, 슬라이딩부재, 스토퍼, 지지부재를 포함하게 되어 사용자의 팔과 다리에 따라 고정지지유닛과 유동지지유닛의 길이를 각각 조절하여 착용할 수 있게 되므로 사용자의 신체 조건에 관계없이 범용적으로 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 근력보조형 웨어러블장치의 일실시예를 도시한 전면측 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 근력보조형 웨어러블장치의 일실시예를 도시한 후면측 사시도,
도 3은 본 발명에 따른 근력보조형 웨어러블장치의 일실시예를 사용자의 팔에 장착한 상태를 도시한 정면도,
도 4는 본 발명에 따른 근력보조형 웨어러블장치의 일실시예를 사용자의 다리에 장착한 상태를 도시한 정면도.
이하, 본 발명에 따른 근력보조형 웨어러블장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 근력보조형 웨어러블장치의 일실시예를 도시한 전면측 사시도이다. 도 2는 본 발명에 따른 근력보조형 웨어러블장치의 일실시예를 도시한 후면측 사시도이다.
도 1, 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 근력보조형 웨어러블장치의 일실시예는, 고정지지유닛(100), 근력감지유닛(200), 회전력발생유닛(300), 유동지지유닛(400), 전원공급유닛(500), 제어유닛(600)을 포함한다.
고정지지유닛(100)은 팔의 상부 또는 다리의 상부에 착탈 가능하게 고정된다. 팔의 상부는 사람의 팔의 어깨 관절과 팔꿈치 관절 사이의 부분이며, 다리의 상부는 사람의 다리의 대태골 관절과 무릎 관절 사이의 부분(일명, 장단지)이다. 또한, 이하에서 언급되는 팔의 하부는 팔꿈치 관절과 손목 관절 사이의 부분이며, 다리의 하부는 무릎 관절과 발목 관절 사이의 부분이다. 고정지지유닛(100)의 일예로, 고정지지유닛(100)은 한쪽에 장착부가 구비되는 고정부재(110)와, 그 고정부재(110)에 슬라이딩 가능하게 결합되어 길이를 조절하는 슬라이딩부재(120)와, 고정부재(110)에 구비되어 슬라이딩부재(120)를 설정 위치에 고정하는 스토퍼(130)와, 슬라이딩부재(120)의 단부에 연결되는 지지부재(140)와, 지지부재(140)에 구비되어 지지부재(140)를 팔 또는 다리에 고정하는 고정유닛(150)을 포함한다. 고정부재(110)의 일예로 고정부재(110)는 폭과 설정된 길이를 가지며 내부에 길이 방향으로 형성된 삽입홈(111)이 구비된다. 고정부재(110)의 일측에 구비되는 장착부(112)는 회전력발생유닛(300)이 장착되어 고정된다. 슬라이딩부재(120)는 설정된 길이를 가지며, 고정부재(110)의 삽입홈(111)에 슬라이딩 가능하게 삽입된다. 스토퍼(130)의 일예로, 스토퍼(130)는 세트스크류를 포함한다. 세트스크류는 고정부재(110)에 관통 체결되어 슬라이딩부재(120)를 고정하거나 그 고정을 해제한다. 지지부재(140)는 설정된 면적을 가지며 한쪽이 슬라이딩부재(120)에 연결된다. 고정유닛(150)의 일예로, 고정유닛(150)은 한쪽이 지지부재(140)에 고정되는 밴드(151)와, 그 밴드(151)의 단부를 지지부재(140)에 착탈 가능하게 고정하는 버클(152)을 포함한다. 밴드(151)는 탄성력을 갖는 재질인 것이 바람직하다. 고정유닛(150)의 다른 실시예로, 고정유닛(150)은 한쪽이 지지부재(140)에 고정되는 밴드와, 지지부재(140)에 구비되는 제1 착탈부와, 밴드의 다른 한쪽에 구비되어 지지부재(140)에 구비된 제1 착탈부에 착탈되는 제2 착탈부를 포함한다. 밴드는 탄성력을 갖는 재질인 것이 바람직하다. 고정부재(110)에 고정유닛(150)이 더 구비됨이 바람직하다. 즉, 고정유닛(150)은 두 개로 한 개는 고정부재(110)에 구비되고 다른 한 개는 지지부재(140)에 구비된다. 고정부재(110)와 지지부재(140)의 각 한쪽 면에 탄성재질의 스킨패드(10)가 구비되는 것이 바람직하다. 스키패드(10)의 재질은 고무재질인 것이 바람직하다. 고정부재(110)의 장착부(112)에 팔꿈치나 무릎을 보호하는 보호대(160)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 보호대(160)는 팔꿈치나 무릎을 감싸도록 곡면판 형상으로 형성됨이 바람직하다. 장착부(112)의 일측에 체결수단(170)이 구비되고 그 체결수단(170)에 의해 보호대(160)의 일측이 장착부(112)에 결합된다. 보호대(160)의 일측에 상하 방향으로 길이를 갖는 장공(161)이 구비되고 그 장공(161)으로 체결수단(170)이 관통 체결됨이 바람직하다. 보호대(160)에 장공(161)이 구비됨에 의해 보호대(160)를 상하로 움직이면서 체결수단(170)으로 체결 위치를 고정하여 보호대(160)의 위치 조정이 가능하게 된다. 보호대(160)의 다른 한쪽에 고정유닛(150)이 구비됨이 바람직하다. 고정유닛(150)의 일예로, 고정유닛(150)은 보호대의 다른 한쪽에 한쪽이 연결되는 밴드(151)와, 그 밴드(151)의 다른 한쪽에 구비되어 고정부재(110)의 장착부(112) 한쪽에 착탈되는 버클 들과 같은 착탈수단(152)을 포함한다. 고정지지유닛(100)은, 사람의 팔의 상부(또는 다리의 상부)의 길이에 따라 스토퍼(130)를 풀고 슬라이딩부재(120)를 당기거나 밀어 사람의 팔의 상부 길이에 맞게 조절하고 길이 조절이 된 후 스토퍼(130)로 슬라이딩부재(120)를 고정부재(110)에 고정하며, 고정부재(110)와 지지부재(140)를 팔의 상부에 접촉시킨 상태에서 고정유닛(150)으로 팔의 상부를 감싸 고정하여 고정부재(110)와 지지부재(140)를 팔의 상부에 밀착 고정시킨다. 보호대(160)가 구비되는 경우 보호대(160)는 팔꿈치를 감싸도록 하면서 고정부재(110)와 지지부재(140)를 팔의 상부에 고정시킨다.
근력감지유닛(200)은 팔 또는 다리에 부착되어 팔 또는 다리의 근육 움직임을 감지한다. 근력감지유닛(200)의 일예로, 근력감지유닛(200)은 팔 또는 다리의 상부 근력을 감지하는 제1 근력센서(210)와, 팔 또는 다리의 하부 근력을 감지하는 제2 근력센서(220)를 포함한다. 제1,2 근력센서(210)(220)는 팔 또는 다리에 부착되어 손가락들(발가락들)에 힘을 주거나 손목을 움직일 때 그 근육의 움직임을 감지한다. 제1,2 근력센서(210)(220)는 각각 연결수단에 의해 연결되어 고정지지유닛(100) 또는 유동지지유닛(400)에 연결됨이 바람직하다. 연결수단의 일예로, 연결수단은 한쪽 단부에 근력센서가 연결된 와이어(21)와, 그 와이어(21)의 다른 한쪽 단부에 구비되는 슬라이딩블록(22)과, 고정지지유닛(100) 또는 유동지지유닛(400)에 형성되어 슬라이딩블록(22)이 움직인 가능하게 결합되는 장홈(23)을 포함한다. 이와 같은 연결수단은 제1,2 근력센서(210)(220)의 부착 위치를 자유롭게 할 수 있다.
회전력발생유닛(300)은 고정지지유닛(100)의 한쪽 단부에 장착되어 정,역회전력을 발생시킨다. 회전력발생유닛(300)이 유동지지유닛(400)과 고정지지유닛(100)의 사이의 각이 작아지도록 유동지지유닛(400)을 움직이는 것을 정회전이라 하고 유동지지유닛(400)과 고정지지유닛(100)의 사이의 각이 커지도록 유동지지유닛(400)을 움직이는 것을 역회전이라 한다. 회전력발생유닛(300)의 일예로, 회전력발생유닛(300)은 회전모터와, 그 회전모터의 회전속도를 감속시키는 감속유닛을 포함한다.
유동지지유닛(400)은 팔의 하부 또는 다리의 하부에 착탈 가능하게 고정되며, 한쪽 단부가 회전력발생유닛(300)에 연결되어 회전력발생유닛(300)의 회전력에 의해 각회전한다. 유동지지유닛(400)의 일예로, 유동지지유닛(400)은 한쪽에 회전력발생유닛(300)과 연결되는 연결부(411)가 구비된 고정부재(410)와, 그 고정부재(410)에 슬라이딩 가능하게 결합되어 길이를 조절하는 슬라이딩부재(420)와, 고정부재(410)에 구비되어 슬라이딩부재(420)를 설정 위치에 고정하는 스토퍼(430)와, 슬라이딩부재(420)의 단부에 구비되는 지지부재(440)와, 그 지지부재(440)에 구비되어 지지부재(440)를 팔 또는 다리에 고정하는 고정유닛(450)을 포함한다. 고정부재(410)와 지지부재(440)의 각 한쪽 면에 탄성재질의 스킨패드(10)가 구비되는 것이 바람직하다. 스킨패드(10)는 고무재질을 포함하는 것이 바람직하다. 고정부재(410)의 일예로 고정부재(110)는 폭과 설정된 길이를 가지며 내부에 길이 방향으로 형성된 삽입홈이 구비된 베이스부(412)와, 그 베이스부(412)의 일측에 구비되는 연결부(411)를 포함한다. 고정부재(110)의 연결부(411)는 회전력발생유닛(300)의 출력부에 연결된다. 고정부재(110)는 베이스부(412)와 연결부(411) 사이에 베이스부(412)가 회전 가능하도록 베이스부(412)와 연결부(411)를 연결하는 회전연결유닛(미도시)이 구비될 수도 있다. 슬라이딩부재(420)는 설정된 길이를 가지며, 고정부재(410)의 삽입홈에 슬라이딩 가능하게 삽입된다. 스토퍼(430)의 일예로, 스토퍼(430)는 세트스크류를 포함한다. 세트스크류는 고정부재(410)에 관통 체결되어 슬라이딩부재(420)를 고정하거나 그 고정을 해제한다. 지지부재(440)는 설정된 면적을 가지며 한쪽이 슬라이딩부재(420)에 연결된다. 고정유닛(450)의 일예로, 고정유닛(450)은 한쪽이 지지부재(440)에 고정되는 밴드(451)와, 그 밴드(451)의 단부를 지지부재(140)에 착탈 가능하게 고정하는 버클(452)을 포함한다. 밴드(451)는 가죽재질을 포함하는 것이 바람직하다. 고정유닛(450)의 다른 실시예로, 고정유닛(450)은 한쪽이 지지부재(440)에 고정되는 밴드와, 지지부재(440)에 구비되는 제1 착탈부와, 밴드의 다른 한쪽에 구비되어 지지부재(440)에 구비된 제1 착탈부에 착탈되는 제2 착탈부를 포함한다. 유동지지유닛(400)은, 사람의 팔의 하부(또는 다리의 하부)의 길이에 따라 스토퍼(430)를 풀고 슬라이딩부재(420)를 당기거나 밀어 사람의 팔의 상부 길이에 맞게 조절하고 길이 조절이 된 후 스토퍼(430)로 슬라이딩부재(420)를 고정부재(410)에 고정하며, 고정부재(410)와 지지부재(440)를 팔의 하부에 접촉시킨 상태에서 고정유닛(450)으로 팔의 상부를 감싸 고정한다.
전원공급유닛(500)은 회전력발생유닛(300)에 전원을 공급한다. 전원공급유닛(500)의 일예로, 전원공급유닛(500)은 충전이 가능한 배터리를 포함한다.
제어유닛(600)은 근력감지유닛(200)에서 감지되는 근력의 움직임에 따라 회전력발생유닛(300)에 정,역회전력을 발생시켜 유동지지유닛(400)을 왕복 각회전시킨다. 제어유닛(600)은 근력감지유닛(200)의 제1,2 근력센서(210)(220)에서 팔이 안쪽으로 움직이려는 근육의 움직임이 감지되면 제어유닛(600)은 회전력발생유닛(300)이 정방향으로 각회전력을 발생시키도록 제어하고 제1,2 근력센서(210)(220)에서 팔이 바깥쪽으로 움직이려는 근육의 움직임이 감지되면 제어유닛(600)은 회전력발생유닛(300)이 역방향으로 각회전력을 발생시키도록 제어한다.
이하, 본 발명에 따른 근력보조용 웨어러블장치의 작용과 효과를 설명한다.
먼저, 사용자가 팔에 본 발명을 장착하여 반복적인 작업을 할 경우, 도 3에 도시한 바와 같이, 회전력발생유닛(300)이 팔꿈치에 위치하도록 고정지지유닛(100)을 오른쪽 팔의 상부에 고정하고 이어 유동지지유닛(400)을 오른쪽 팔의 하부에 고정하되 오른쪽 팔의 하부가 회전 움직임 가능하도록 고정한다. 그리고 근력감지유닛(200)의 근력센서를 오른쪽 팔의 상부와 오른쪽 팔의 하부에 부착시킨다. 이와 같은 상태에서, 사용자가 팔의 하부를 펼치고 접으면서 반복되는 작업을 수행하기 위하여 팔의 하부를 펼치려고 팔의 근육을 움직일 때 근력센서가 팔의 근육 움직임을 감지하여 제어유닛(600)으로 신호를 보내면 제어유닛(600)에서 회전력발생유닛(300)을 제어하여 회전력발생유닛(300)에서 역회전력을 발생시켜 유동지지유닛(400)을 역회전시켜 팔의 하부를 펴려는 힘을 보조하게 된다. 또한, 사용자가 펼친 팔의 하부를 접으려고 팔의 근육을 움직일 때 근력센서가 팔의 근육 움직임을 감지하여 제어유닛(600)으로 신호를 보내면 제어유닛(600)에서 회전력발생유닛(300)을 제어하여 회전력발생유닛(300)에서 정회전력을 발생시켜 유동지지유닛(400)을 정회전시켜 팔의 하부를 접으려는 힘을 보조하게 된다. 이와 같은 동작을 반복하면서 사용자가 오른 팔을 이용하여 반복적인 작업을 하게 되면 사용자는 본 발명에 의해 힘을 보조받게 되어 반복적인 작업을 하는데 힘이 적게 들게 된다. 사용자의 왼쪽 팔에도 위와 같은 방식으로 다른 한 개의 본 발명을 장착하게 되면 사용자가 오른쪽 팔과 왼쪽 팔을 이용하여 반복적인 작업을 하게 된다.
한편, 사용자가 양다리에 각각 본 발명을 장착하여 반복적인 움직임을 할 경우, 도 4에 도시한 바와 같이, 회전력발생유닛(300)이 무릎에 위치하도록 고정지지유닛(100)을 양쪽 다리의 상부에 각각 고정하고 이어 유동지지유닛(400)을 양쪽 다리의 하부에 고정하되 다리의 하부가 회전 움직임 가능하도록 고정한다. 그리고 근력감지유닛의 근력센서를 다리의 상부(허벅지)와 하부(종아리)에 각각 부착시킨다. 이와 같은 상태에서, 사용자가 다리의 하부를 펼치고 접으면서 반복되는 작업을 수행하기 위하여 다리의 하부를 접으려고 다리의 근육을 움직일 때 근력센서가 다리의 근육 움직임을 감지하여 제어유닛(600)으로 신호를 보내면 제어유닛(600)에서 회전력발생유닛(300)을 제어하여 회전력발생유닛(300)에서 정회전력을 발생시켜 유동지지유닛(400)을 정회전시켜 다리의 하부를 접으려는 힘을 보조하게 된다. 또한, 사용자가 접은 다리의 하부를 펼치려고 다리의 근육을 움직일 때 근력센서가 다리의 근육 움직임을 감지하여 제어유닛(600)으로 신호를 보내면 제어유닛(600)에서 회전력발생유닛(300)을 제어하여 회전력발생유닛(300)에서 역회전력을 발생시켜 유동지지유닛(400)을 역회전시켜 다리의 하부를 펼치려는 힘을 보조하게 된다. 이와 같은 동작을 반복하면서 사용자가 다리를 반복적으로 접었다 폈다 하는 힘을 보조 받게 되어 반복적인 걸음이나 반복적인 작업을 하는데 힘이 적게 들게 된다.
이와 같이, 본 발명은 팔과 다리를 반복적으로 움직이면서 노동을 하거나 팔 또는 다리만을 반복적으로 움직이면서 노동을 하는 사용자에게 노동력을 감소시켜 장시간 노동을 하게 될 경우 사용자의 노동에 대한 피로를 감소시키게 된다.
또한, 본 발명은 고정지지유닛(100), 회전력발생유닛(300), 유동지지유닛(400)을 포함하게 되므로 사용자의 팔(또는 다리)의 상부와 하부에만 장착되어 사용자가 착용한 상태에서 착용의 부담감이 적고 움직임이 편리하게 되고, 사용자의 팔과 다리에 각각 또는 동시에 착용하여 사용할 수 있게 되어 활용도를 높이게 된다.
또한, 고정지지유닛(100)과 유동지지유닛(400)이 각각 고정부재(110), 슬라이딩부재(120), 스토퍼(130), 지지부재(140)를 포함하게 되어 사용자의 팔과 다리에 따라 고정지지유닛(100)과 유동지지유닛(400)의 길이를 각각 조절하여 착용할 수 있게 되므로 사용자의 신체 조건에 관계없이 범용적으로 사용할 수 있다.
100; 고정지지유닛 200; 근력감지유닛
300; 회전력발생유닛 400; 유동지지유닛
500; 전원공급유닛 600; 제어유닛

Claims (7)

  1. 팔의 상부 또는 다리의 상부에 착탈 가능하게 고정되는 고정지지유닛;
    상기 팔 또는 다리에 부착되어 팔 또는 다리의 근육 움직임을 감지하는 근력감지유닛;
    상기 고정지지유닛의 한쪽 단부에 장착되어 정,역회전력을 발생시키는 회전력발생유닛;
    상기 팔의 하부 또는 다리의 하부에 착탈 가능하게 고정되며, 한쪽 단부가 상기 회전력발생유닛에 연결되어 상기 회전력발생유닛의 회전력에 의해 각회전하는 유동지지유닛;
    상기 회전력발생유닛에 전원을 공급하는 전원공급유닛; 및
    상기 근력감지유닛에서 감지되는 근력의 움직임에 따라 상기 회전력발생유닛에 정,역회전력을 발생시켜 상기 유동지지유닛을 왕복 각회전시키는 제어유닛;을 포함하는 근력보조용 웨어러블장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고정지지유닛은 한쪽에 상기 회전력발생유닛이 장착되는 장착부가 구비되는 고정부재와, 상기 고정부재에 슬라이딩 가능하게 결합되어 길이를 조절하는 슬라이딩부재와, 상기 고정부재에 구비되어 상기 슬라이딩부재를 설정 위치에 고정하는 스토퍼와, 상기 슬라이딩부재의 단부에 연결되는 지지부재와, 상기 지지부재에 구비되어 지지부재를 팔 또는 다리에 고정하는 고정유닛을 포함하는 근력보조용 웨어러블장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 고정유닛은 한쪽이 지지부재에 고정되는 밴드와, 상기 밴드의 단부를 상기 지지부재에 착탈 가능하게 고정하는 버클을 포함하는 근력보조용 웨어러블장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 고정부재의 장착부에 팔꿈치나 무릎을 보호하는 보호대가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 근력보조용 웨어러블장치.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 근력감지유닛은 상기 팔 또는 다리의 상부 근력을 감지하는 제1 근력센서와, 상기 팔 또는 다리의 하부 근력을 감지하는 제2 근력센서를 포함하는 근력보조용 웨어러블장치.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 유동지지유닛은 한쪽에 상기 회전력발생유닛과 연결되는 연결부가 구비된 고정부재와, 상기 고정부재에 슬라이딩 가능하게 결합되어 길이를 조절하는 슬라이딩부재와, 상기 고정부재에 구비되어 상기 슬라이딩부재를 설정 위치에 고정하는 스토퍼와, 상기 슬라이딩부재의 단부에 구비되는 지지부재와, 상기 지지부재에 구비되어 지지부재를 팔 또는 다리에 고정하는 고정유닛을 포함하는 근력보조용 웨어러블장치.
  7. 제 2 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 고정부재와 지지부재의 각 한쪽면에 탄성재질의 스킨패드가 구비되는 것을 특징으로 하는 근력보조용 웨어러블장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102302930B1 (ko) 2020-04-06 2021-09-15 춘해보건대학교 산학협력단 웨어러블 장치
KR20220040552A (ko) * 2020-09-23 2022-03-31 주식회사 삼육오엠씨네트웍스 힘 조절이 가능한 팔 보조 로봇 장치

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