KR20200081595A - 착용형 의자 - Google Patents

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KR20200081595A
KR20200081595A KR1020180170656A KR20180170656A KR20200081595A KR 20200081595 A KR20200081595 A KR 20200081595A KR 1020180170656 A KR1020180170656 A KR 1020180170656A KR 20180170656 A KR20180170656 A KR 20180170656A KR 20200081595 A KR20200081595 A KR 20200081595A
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KR
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foot frame
thigh
knee
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Application number
KR1020180170656A
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이민형
이연백
김용재
이종원
최병준
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삼성전자주식회사
한국기술교육대학교 산학협력단
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Abstract

일 실시 예에 따른 착용형 의자는, 사용자의 발을 지지하기 위한 발 프레임; 상기 발 프레임에 회전 가능하게 연결되는 정강이 링크; 상기 정강이 링크의 전방에 위치하고, 상기 발 프레임에 회전 가능하게 연결되는 연결 링크; 상기 정강이 링크 및 연결 링크 각각에 회전 가능하게 연결되는 무릎 링크; 및 상기 무릎 링크로부터 연장되는 허벅지 링크를 포함하고, 상기 발 프레임, 정강이 링크, 연결 링크 및 무릎 링크는 4절 링크(four-bar linkage)일 수 있다.

Description

착용형 의자{wearable chair}
아래의 설명은 착용형 의자에 관한 것이다.
다양한 형태의 착용형 의자가 개발되고 있다. 착용형 의자는 사용자의 넘어짐을 방지하기 위한 안정성 확보가 중요하다. 착용형 의자는 사용자가 몸을 앞뒤로 움직이더라도 사용자를 안정적으로 지지할 수 있어야 한다.
일 실시 예에 따른 착용형 의자는, 사용자의 발을 지지하기 위한 발 프레임; 상기 발 프레임에 회전 가능하게 연결되는 정강이 링크; 상기 정강이 링크의 전방에 위치하고, 상기 발 프레임에 회전 가능하게 연결되는 연결 링크; 상기 정강이 링크 및 연결 링크 각각에 회전 가능하게 연결되는 무릎 링크; 및 상기 무릎 링크로부터 연장되는 허벅지 링크를 포함하고, 상기 발 프레임, 정강이 링크, 연결 링크 및 무릎 링크는 4절 링크(four-bar linkage)일 수 있다.
상기 허벅지 링크는, 상기 무릎 링크로부터 후방으로 연장되는 허벅지 링크 바디; 및 상기 허벅지 링크 바디의 상단부에 마련되는 허벅지 링크 헤드를 포함할 수 있다.
상기 허벅지 링크 헤드는, 상기 정강이 링크가 상기 발 프레임을 중심으로 후방으로 회전하는 동안, 아래로 볼록한 경로를 따라 이동할 수 있다.
상기 허벅지 링크 헤드는, 상기 정강이 링크가 상기 발 프레임을 중심으로 후방으로 회전하는 동안, 상승할 수 있다.
상기 무릎 링크 및 허벅지 링크는 일체로 형성될 수 있다.
상기 정강이 링크가 상기 발 프레임을 중심으로 후방으로 회전 하는 동안, 상기 정강이 링크 및 무릎 링크가 이루는 각도는 점차 감소하고, 상기 연결 링크 및 무릎 링크가 이루는 각도는 점차 증가할 수 있다.
상기 정강이 링크의 길이는 상기 연결 링크의 길이 보다 길 수 있다.
상기 정강이 링크 및 무릎 링크를 연결하는 조인트의 이동 경로는, 상기 연결 링크 및 무릎 링크를 연결하는 조인트의 이동 경로와 교차할 수 있다.
상기 발 프레임은, 발 프레임 바디; 및 상기 발 프레임 바디로부터 상방으로 돌출되고, 상기 정강이 링크를 회전 가능하게 지지하는 제 1 지지 파트를 포함할 수 있다.
상기 발 프레임은, 상기 발 프레임 바디로부터 상방으로 돌출되고, 상기 연결 링크를 회전 가능하게 지지하고, 상기 제 1 지지 파트의 길이보다 긴 길이를 갖는 제 2 지지 파트를 더 포함할 수 있다.
상기 제 1 지지 파트 및 제 2 지지 파트 사이의 간격은 조절 가능하다.
상기 연결 링크 및 제 2 지지 파트를 연결하는 조인트와, 상기 발 프레임 바디 사이의 간격은 조절 가능하다.
상기 연결 링크는 상기 발 프레임에 연결되거나, 상기 발 프레임으로부터 분리될 수 있다.
상기 허벅지 링크는 상기 연결 링크를 고정하기 위한 커플러를 포함할 수 있다.
상기 정강이 링크, 연결 링크, 무릎 링크 및 허벅지 링크 중 적어도 하나의 링크는 길이 조절 가능하다.
상기 착용형 의자는, 상기 정강이 링크를 사용자의 정강이에 고정시키기 위한 정강이 고정 파트; 및 상기 허벅지 링크를 사용자의 허벅지에 고정시키기 위한 허벅지 고정 파트를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 착용형 의자는, 상기 허벅지 링크로부터 전방으로 연장되는 무릎 링크; 및 상기 정강이 링크의 전방에 위치하고, 상기 무릎 링크 및 발 프레임에 회전 가능하게 연결되는 연결 링크를 포함하고, 상기 발 프레임, 정강이 링크, 연결 링크 및 무릎 링크는 4절 링크일 수 있다.
상기 허벅지 링크의 상단부는, 상기 정강이 링크가 상기 발 프레임을 중심으로 후방으로 회전하는 동안, 아래로 볼록한 경로를 따라 이동할 수 있다.
상기 정강이 링크 및 무릎 링크를 연결하는 조인트의 이동 경로는, 상기 연결 링크 및 무릎 링크를 연결하는 조인트의 이동 경로와 교차할 수 있다.
상기 연결 링크는 상기 발 프레임에 연결되거나, 상기 발 프레임으로부터 분리될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 착용형 의자의 측면도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 착용형 의자를 착용한 사용자를 도시하는 측면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 착용형 의자를 착용한 사용자를 도시하는 정면도 및 부분 확대도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 착용형 의자를 착용한 사용자를 도시하는 배면도 및 부분 확대도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 착용형 의자의 움직임을 나타내는 측면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 착용형 의자를 착용한 사용자를 도시하는 측면도이다.
도 7은 도 6의 사용자가 무게 중심을 후방으로 이동시킨 상태를 도시하는 측면도이다.
도 8은 도 7의 사용자가 무게 중심을 후방으로 이동시키는 동안, 일 실시 예에 따른 착용형 의자가 사용자를 상방으로 일으켜 세운 상태를 도시하는 측면도이다.
도 9는 일 실시 예에 따른 착용형 의자의 허벅지 링크 헤드의 이동 경로를 도시하는 그래프이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 착용형 의자의 연결 링크가 허벅지 링크에 고정된 상태를 도시하는 측면도이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 착용형 의자를 착용한 상태의 사용자가 직립한 상태에 있는 모습을 도시하는 측면도이다.
도 12는 일 실시 예에 따른 착용형 의자를 도시하는 측면도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 착용형 의자의 측면도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 착용형 의자를 착용한 사용자를 도시하는 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 착용형 의자(1)는 사용자(U)의 하중을 지탱할 수 있다. 착용형 의자(1)는 4절 링크(four-bar linkage)를 통해 움직임을 1자유도로 설정할 수 있다. 착용형 의자(1)는 별도의 구동원 없이도, 구조적으로 사용자(U)가 후방(x방향)으로 넘어지지 않도록 보조할 수 있다. 착용형 의자(1)는 발 프레임(11), 정강이 링크(12), 연결 링크(13), 무릎 링크(14) 및 허벅지 링크(15)를 포함할 수 있다.
이하 설명의 편의를 위해, 정강이 링크(12) 및 무릎 링크(14)가 연결된 조인트를 제 1 조인트(J1), 연결 링크(13) 및 무릎 링크(14)가 연결된 조인트를 제 2 조인트(J2), 정강이 링크(12) 및 발 프레임(11)이 연결된 조인트를 제 3 조인트(J3), 연결 링크(13) 및 발 프레임(11)이 연결된 조인트를 제 4 조인트(J4)라고 한다. 제 1 내지 제 4 조인트(J1, J2, J3, J4)는 1자유도 회전을 구현하는 것이면 그 종류에 제한되지 않는다. 예를 들어, 제 1 조인트(J1) 내지 제 4 조인트(J4)는 힌지 조인트일 수 있다.
발 프레임(11)은 사용자(U)의 발을 지지할 수 있다. 발 프레임(11)은 고정 링크(fixed link) 역할을 수행할 수 있다. 발 프레임(11)은 발 프레임 바디(111), 제 1 지지 파트(112) 및 제 2 지지 파트(113)를 포함할 수 있다. 발 프레임(11)은 사용자(U)의 발을 고정시키기 위한 발 고정 파트(미도시)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 발 고정 파트는 길이 조절 가능한 탄성 밴드일 수 있다.
발 프레임 바디(111)는 사용자(U)의 발바닥을 지지할 수 있다. 예를 들어, 발 프레임 바디(111)는 신발 내부에 삽입되어 사용자(U)의 발바닥을 지지하거나, 발 프레임 바디(111)는 신발의 아웃 솔을 지지할 수 있다. 발 프레임 바디(111)는 사용자의 착용감을 향상시키기 위한 완충 부재(미도시)를 구비할 수 있다.
제 1 지지 파트(112)는 발 프레임 바디(111)로부터 상방으로 돌출되고, 정강이 링크(12)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 제 1 지지 파트(112)는 발 프레임(11)에 대한 정강이 링크(12)의 회전 중심이 발 프레임 바디(111)가 아니라, 발 프레임 바디(111)로부터 상방으로 이격된 포인트에 위치시킬 수 있다. 예를 들어, 제 1 지지 파트(112)는 발 프레임(11)에 대한 정강이 링크(12)의 회전 중심을 사용자(U)의 발목 관절에 일치시킬 수 있다.
제 2 지지 파트(113)는 발 프레임 바디(111)로부터 상방으로 돌출되고, 연결 링크(13)를 회전 가능하게 지지할 수 있다. 제 2 지지 파트(113)는 제 1 지지 파트(112)의 길이보다 긴 길이를 가질 수 있다. 발 프레임 바디(111)로부터 제 3 조인트(J3)까지의 거리는, 발 프레임 바디(111)로부터 제 4 조인트(J4)까지의 거리보다 작을 수 있다. 다시 말하면, 발 프레임(11)에 대한 연결 링크(13)의 회전 중심은, 발 프레임(11)에 대한 정강이 링크(12)의 회전 중심 보다 높게 위치할 수 있다. 제 2 지지 파트(113)는 제 1 지지 파트(112)보다 전방에 위치할 수 있다.
정강이 링크(12)는 발 프레임(11)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 정강이 링크(12)는 사용자(U)의 정강이와 나란할 수 있다. 사용자(U)의 발목 관절의 굽힘 또는 신장에 따라, 발 프레임(11) 및 정강이 링크(12)가 이루는 각도가 변경될 수 있다. 정강이 링크(12)는 제 1 지지 파트(112)의 상단부에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 발 프레임(11)에 대한 정강이 링크(12)의 회전 중심은 발목 관절의 회전 축과 나란할 수 있다.
연결 링크(13)는 발 프레임(11)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 연결 링크(13)는 정강이 링크(12)의 전방에 위치할 수 있다. 연결 링크(13)는 제 2 지지 파트(113)의 상단부에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 발 프레임(11)에 대한 연결 링크(13)의 회전 중심은, 발 프레임(11)에 대한 정강이 링크(12)의 회전 중심보다 높이 위치할 수 있다. 연결 링크(13)의 길이는 정강이 링크(12)의 길이보다 작을 수 있다. 연결 링크(13)의 회전 중심이 정강이 링크(12)의 회전 중심보다 위쪽에 있고, 연결 링크(13)가 정강이 링크(12)보다 짧기 때문에, 제 1 조인트(J1)의 이동 경로와 제 2 조인트(J2)의 이동 경로는 교차할 수 있다. 이와 같은 구조에 의해, 착용형 의자(1)는 사용자가 후방으로 넘어지는 것을 방지할 수 있다. 구체적인 내용은 이하 도 5 내지 도 8을 참조하여 설명하기로 한다.
무릎 링크(14)는 정강이 링크(12) 및 연결 링크(13) 각각에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 무릎 링크(14)의 후방 단부는 정강이 링크(12)에 회전 가능하게 연결되고, 전방 단부는 연결 링크(13)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.
허벅지 링크(15)는 무릎 링크(14)로부터 연장될 수 있다. 허벅지 링크(15)는 사용자(U)의 허벅지와 나란할 수 있다. 허벅지 링크(15)는 무릎 링크(14)와 상대적인 움직임이 제한될 수 있다. 허벅지 링크(15)는 무릎 링크(14)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 허벅지 링크(15) 및 무릎 링크(14)는 일체로 형성될 수 있다. 허벅지 링크(15)는 허벅지 링크 바디(151), 허벅지 링크 헤드(152) 및 커플러(153)를 포함할 수 있다.
허벅지 링크 바디(151)는 무릎 링크(14)로부터 후방으로 연장될 수 있다. 허벅지 링크 바디(151)는 무릎 링크(14)와 꼭지점이 아래쪽으로 형성되는 V자 형상을 이룰 수 있다.
허벅지 링크 헤드(152)는 허벅지 링크 바디(151)의 상단부에 마련될 수 있다. 예를 들어, 허벅지 링크 헤드(152)는 사용자의 고관절과 나란하게 형성될 수 있다. 허벅지 링크 헤드(152)는 정강이 링크(12)가 발 프레임(11)을 중심으로 후방으로 회전하는 동안(화살표 참조), 아래로 볼록한 경로를 따라 이동할 수 있다. 허벅지 링크 헤드(152)는 사용자(U)의 허리 및/또는 골반을 둘러싸는 근위 고정 파트(91)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 허벅지 링크(15)의 움직임은, 4절 링크를 이루고 1자유도 운동하는 발 프레임(11), 정강이 링크(12), 연결 링크(13) 및 무릎 링크(14)에 의해 구속될 수 있다. 정강이 링크(12)가 발 프레임(11)을 중심으로 후방으로 회전하는 동안, 허벅지 링크 헤드(152)는 상방으로 이동하고, 근위 고정 파트(91)를 위로 들어올릴 수 있다. 이와 같은 메커니즘을 통해, 착용형 의자(1)는 별도의 구동원 없이도 사용자(U)가 후방으로 넘어지는 것을 방지하고, 사용자(U)를 일으켜 세울 수 있다.
커플러(153)는 연결 링크(13)를 고정할 수 있다. 연결 링크(13)는 발 프레임(11)으로부터 분리된 뒤, 커플러(153)에 의해 허벅지 링크 바디(151)의 일면에 고정될 수 있다. 커플러(153)는 연결 링크(13)를 고정시키기 위한 것이면 그 종류에 제한되지 않는다.
발 프레임(11), 정강이 링크(12), 연결 링크(13) 및 무릎 링크(14)는 4절 링크일 수 있다. 발 프레임(11)은 고정 링크로 작용하고, 정강이 링크(12), 연결 링크(13) 및 무릎 링크(14)는 1자유도 운동할 수 있다. 발 프레임(11), 정강이 링크(12), 연결 링크(13) 및 무릎 링크(14)는 사용자(U)의 하중을 안정적으로 지지할 수 있다. 사용자(U)는 착용형 의자(1)에 하중을 실은 채로 휴식을 취할 수 있다. 또한, 발 프레임(11), 정강이 링크(12), 연결 링크(13) 및 무릎 링크(14)는 사용자가 후방으로 넘어지지 않도록, 허벅지 링크(15)의 움직임을 구속할 수 있다.
연결 링크(13)는 발 프레임(11)에 연결되거나, 발 프레임(11)으로부터 분리될 수 있다. 도 1 및 도 2는 연결 링크(13)가 발 프레임(11)에 연결된 상태를 도시하고 있으나, 연결 링크(13)는 발 프레임(11)으로부터 분리되어, 허벅지 링크(15)에 연결될 수도 있다(도 10 참조).
도 3은 일 실시 예에 따른 착용형 의자를 착용한 사용자를 도시하는 정면도 및 부분 확대도이다. 도 4는 일 실시 예에 따른 착용형 의자를 착용한 사용자를 도시하는 배면도 및 부분 확대도이다. 도 5는 일 실시 예에 따른 착용형 의자의 움직임을 나타내는 측면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 착용형 의자(1)는 정강이 링크(12)를 사용자(U)의 정강이에 고정시키기 위한 정강이 고정 파트(81)와, 허벅지 링크(15)를 사용자(U)의 허벅지에 고정시키기 위한 허벅지 고정 파트(82)를 포함할 수 있다. 허벅지 링크(15)는 근위 고정 파트(91)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.
정강이 고정 파트(81)는 예를 들어 길이 조절 가능한 밴드일 수 있다. 정강이 고정 파트(81)는 사용자(U)의 정강이를 감쌀 수 있고, 사용자의 정강이 크기에 따라 길이 조절 가능하다.
허벅지 고정 파트(82)는 예를 들어 길이 조절 가능한 밴드일 수 있다. 허벅지 고정 파트(82)는 사용자의 허벅지를 감쌀 수 있고, 사용자의 허벅지 크기에 따라 길이 조절 가능하다.
정강이 고정 파트(81)는 정강이 링크(12)가 사용자의 정강이의 움직임에 따라 움직이도록 보조할 수 있다. 허벅지 고정 파트(82)는 허벅지 링크(15)가 사용자의 허벅지의 움직임에 따라 움직이도록 보조할 수 있다. 사용자의 발목 관절의 각도 변화에 따라, 발 프레임(11) 및 정강이 링크(12) 사이의 각도는 결정될 수 있다. 발 프레임(11) 및 정강이 링크(12) 사이의 각도는, 발 프레임(11), 정강이 링크(12), 연결 링크(13) 및 무릎 링크(14)로 구성된 4절 링크의 형상을 결정한다. 발 프레임(11) 및 정강이 링크(12) 사이의 각도는, 무릎 링크(14) 및 정강이 링크(12) 사이의 각도를 결정한다. 무릎 링크(14) 및 허벅지 링크(15)는 일체로 형성되므로, 정강이 링크(12) 및 허벅지 링크(15)가 이루는 각도 역시 결정된다. 따라서, 사용자의 발목 관절의 각도 변화에 따라, 무릎 관절의 각도가 결정된다.
허벅지 링크 헤드(152)는, 정강이 링크(12)가 후방으로 회전하는 동안, 아래로 볼록한 경로를 따라 이동할 수 있다. 허벅지 링크 헤드(152)는, 정강이 링크(12)가 후방으로 회전하는 동안, 상승할 수 있다. 사용자는 허벅지 링크 헤드(152)에 의해 직립 상태로 유도될 수 있다. 도 5를 참조하면, 정강이 링크(12)가 후방으로 회전하는 동안, 허벅지 링크(15)가 발 프레임 바디(111)에 대해 이루는 각도는 감소하다가 증가할 수 있다. 정강이 링크(12)가 발 프레임 바디(111)에 대해 대략 45도를 이루는 상태(실선 상태) 이전에는, 정강이 링크(12)가 후방으로 회전하는 동안, 허벅지 링크(15)가 발 프레임 바디(111)에 대해 이루는 각도는 감소할 수 있다. 정강이 링크(12)가 발 프레임 바디(111)에 대해 대략 45도를 이루는 상태(실선 상태) 이후에는, 정강이 링크(12)가 후방으로 회전하는 동안, 허벅지 링크(15)가 발 프레임 바디(111)에 대해 이루는 각도는 증가할 수 있다.
제 4 조인트(J4)는 제 3 조인트(J3) 보다 위쪽에 위치한다. 정강이 링크(12) 및 무릎 링크(14)를 연결하는 제 1 조인트(J1)의 이동 경로(P1)는, 연결 링크(13) 및 무릎 링크(14)를 연결하는 제 2 조인트(J2)의 이동 경로(P2)에 교차할 수 있다. 이동 경로(P1) 및 이동 경로(P2)의 간격은 정강이 링크(12)가 발 프레임 바디(111)에 대해 수직한 상태에 가까워질수록 멀어질 수 있다. 정강이 링크(12)가 발 프레임(11)에 대해 회전하는 동안, 무릎 링크(14)의 길이는 일정하므로, 정강이 링크(12)가 발 프레임 바디(111)에 대해 대략 수직한 상태에서, 무릎 링크(14)가 발 프레임 바디(111)에 대해 이루는 각도는 급격하게 증가할 수 있다. 정강이 링크(12)가 발 프레임(11)에 대해 후방으로 회전하는 동안, 제 1 조인트(J1) 및 제 2 조인트(J2)는 모두 후방으로 이동된다. 그러나, 제 1 조인트(J1)를 중심으로 제 2 조인트(J2)는 전방으로 회전하므로, 허벅지 링크 헤드(152)는 상승할 수 있다. 허벅지 링크 헤드(152)는 근위 지지 파트(91)를 들어올리고, 근위 지지 파트(91)는 사용자(U)를 들어올릴 수 있다.
도 5를 참조하면, 발 프레임 바디(111)에 대해 수직하고, 제 1 지지 파트(112)를 통과하는 보조선(L)이 도시된다. 제 1 지지 파트(112)는 사용자의 발목 관절과 나란할 수 있다. 사용자의 무게 중심이 보조선(L) 보다 과도하게 후방으로 치우칠 경우, 사용자는 뒤로 넘어질 수 있다. 발 프레임(11), 정강이 링크(12), 연결 링크(13) 및 무릎 링크(14)로 구성된 4절 링크는, 허벅지 링크 헤드(152)가 보조선(L)으로부터 과도하게 후방으로 벗어나지 않도록 보조할 수 있다. 정강이 링크(12)가 발 프레임(11)에 대해 후방으로 회전하는 동안, 허벅지 링크 헤드(152)는 보조선(L) 뒤로 이동하다가, 다시 보조선(L)을 향해 이동할 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 착용형 의자를 착용한 사용자를 도시하는 측면도이고, 도 7은 도 6의 사용자가 무게 중심을 후방으로 이동시킨 상태를 도시하는 측면도이고, 도 8은 도 7의 사용자가 무게 중심을 후방으로 이동시키는 동안, 일 실시 예에 따른 착용형 의자가 사용자를 상방으로 일으켜 세운 상태를 도시하는 측면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 정강이 링크(12)가 후방으로 회전하는 동안, 정강이 링크(12) 및 무릎 링크(14)가 이루는 각도는 점차 감소할 수 있다. 예를 들어, 사용자(U)가 착용형 의자(1)에 편하게 하중을 실은 상태에서, 정강이 링크(12) 및 무릎 링크(14)가 이루는 각도를 θ11이라 하고, 정강이 링크(12)가 발 프레임(11)에 대해 이루는 각도가 대략 45도일 때 정강이 링크(12) 및 무릎 링크(14)가 이루는 각도를 θ12라 하고, 정강이 링크(12)가 발 프레임(11)에 대해 이루는 각도가 대략 수직일 때 정강이 링크(12) 및 무릎 링크(14)가 이루는 각도를 θ13이라 할 때, θ12는 θ11 보다 작고, θ13은 θ12 보다 작을 수 있다.
한편, 정강이 링크(12)가 후방으로 회전하는 동안, 연결 링크(13) 및 무릎 링크(14)가 이루는 각도는 점차 증가할 수 있다. 예를 들어, 사용자(U)가 착용형 의자(1)에 편하게 하중을 실은 상태에서, 연결 링크(13) 및 무릎 링크(14)가 이루는 각도를 θ21이라 하고, 정강이 링크(12)가 발 프레임(11)에 대해 이루는 각도가 대략 45도일 때 연결 링크(13) 및 무릎 링크(14)가 이루는 각도를 θ22라 하고, 정강이 링크(12)가 발 프레임(11)에 대해 이루는 각도가 대략 수직일 때 연결 링크(13) 및 무릎 링크(14)가 이루는 각도를 θ23이라 할 때, θ22는 θ21 보다 크고, θ23은 θ22 보다 클 수 있다.
예를 들어, 사용자(U)가 착용형 의자(1)에 편하게 하중을 실은 상태에서 정강이 링크(12) 및 연결 링크(13)는 무릎 링크(14)를 향해 벌어질 수 있고(도 6 참조), 정강이 링크(12)가 발 프레임(11)에 대해 대략 수직인 상태에서 정강이 링크(12) 및 연결 링크(13)는 발 프레임(11)을 향해 벌어질 수 있다(도 8 참조).
정강이 링크(12)가 발 프레임(11)을 중심으로 후방으로 회전하는 동안, 무릎 링크(14)는 연결 링크(13)와 연결된 조인트를 중심으로, 정강이 링크(12)의 회전 방향과 반대 방향으로 회전할 수 있다. 허벅지 링크(15)는 무릎 링크(14)와 함께 회전할 수 있다. 허벅지 링크(15)의 상단에 연결된 근위 고정 파트(91)는 사용자(U)를 일으킬 수 있다.
도 9는 일 실시 예에 따른 착용형 의자의 허벅지 링크 헤드의 이동 경로를 도시하는 그래프이다.
도 9를 참조하면, 허벅지 링크 헤드는, 정강이 링크가 발 프레임을 중심으로 후방으로 회전하는 동안, 아래로 볼록한 경로를 따라 이동할 수 있다. 허벅지 링크 헤드는, 정강이 링크가 발 프레임을 중심으로 후방으로 회전하는 동안, 상승할 수 있다. 그래프에서 Y축으로 급격하게 상승하면서, 오히려 -x 방향으로 진행하는 구간을 스탠딩-업(standing-up) 구간이라고 지칭한다. 스탠딩-업 구간에서, 사용자는 허벅지 링크에 의해 신체가 일으켜 세워질 수 있다.
도 10은 일 실시 예에 따른 착용형 의자의 연결 링크가 허벅지 링크에 고정된 상태를 도시하는 측면도이고, 도 11은 일 실시 예에 따른 착용형 의자를 착용한 상태의 사용자가 직립한 상태에 있는 모습을 도시하는 측면도이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 연결 링크(13)는 발 프레임(11)에 연결되거나, 발 프레임(11)으로부터 분리될 수 있다. 연결 링크(13)는 발 프레임(11)으로부터 분리되어 허벅지 링크(15)에 고정될 수 있다. 연결 링크(13)를 허벅지 링크(15)에 고정시켜 자유롭게 보행할 수 있다. 연결 링크(13)가 발 프레임(11)으로부터 분리됨에 따라, 발 프레임(11), 정강이 링크(12), 연결 링크(13) 및 무릎 링크(14)는 더 이상 4절 링크를 구성하지 않을 수 있다. 정강이 링크(12)는 발 프레임(11)을 중심으로 회전 가능하다. 허벅지 링크(15)는 정강이 링크(12)의 회전과 관계없이 독립적으로 정강이 링크(12)를 중심으로 회전 가능하다. 허벅지 링크(15)는 근위 고정 파트(91)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 사용자(U)는 발목 관절, 무릎 관절 및 고관절을 자유롭게 사용할 수 있다.
도 12는 일 실시 예에 따른 착용형 의자를 도시하는 측면도이다.
도 12를 참조하면, 착용형 의자(2)는 발 프레임(21), 정강이 링크(22), 연결 링크(23), 무릎 링크(24) 및 허벅지 링크(25)를 포함할 수 있다.
발 프레임(21)은 발 프레임 바디(211), 제 1 지지 파트(212) 및 제 2 지지 파트(213)를 포함할 수 있다.
제 1 지지 파트(212) 및 제 2 지지 파트(213) 사이의 간격은 조절 가능하다. 예를 들어, 발 프레임 바디(211)는 길이 방향으로 배열되는 복수 개의 바디 홈(211a)을 포함할 수 있다. 제 1 지지 파트(212)는 복수 개의 발 프레임 홈(211a) 중 어느 하나의 발 프레임 홈에 결합될 수 있다. 다른 예로, 발 프레임 바디(211)는 길이 방향으로 형성되고, 제 2 지지 파트(213)의 슬라이딩을 안내하는 바디 가이드(미도시)를 포함할 수 있다.
제 2 지지 파트(213)는 길이 방향으로 배열되는 복수 재의 지지 홈(213a)을 포함할 수 있다. 연결 링크(23)는 복수 개의 지지 홈(213a) 중 어느 하나의 지지 홈에 결합될 수 있다. 연결 링크(23)가 결합된 지지 홈의 위치에 따라, 발 프레임(21)으로부터 연결 링크(23)의 회전 중심까지의 높이가 결정될 수 있다. 다시 말하면, 연결 링크(23) 및 제 2 지지 파트(213)를 연결하는 조인트와, 발 프레임 바디(211) 사이의 간격은 조절 가능하다. 다른 예로, 제 2 지지 파트(213)는 길이 방향으로 형성되고, 연결 링크(23)의 슬라이딩을 안내하는 지지 가이드(미도시)를 포함할 수 있다.
정강이 링크(22), 연결 링크(23), 무릎 링크(24) 및 허벅지 링크(25) 중 적어도 하나의 링크는 길이 조절 가능하다.
예를 들어, 정강이 링크(22)는 길이 방향으로 서로 상대적인 이동이 가능한 제 1 서브 정강이 링크(221) 및 제 2 서브 정강이 링크(222)를 포함할 수 있다. 연결 링크(23)는 길이 방향으로 서로 상대적인 이동이 가능한 제 1 서브 연결 링크(231) 및 제 2 서브 연결 링크(232)를 포함할 수 있다. 무릎 링크(24)는 길이 방향으로 서로 상대적인 이동이 가능한 제 1 서브 무릎 링크(241) 및 제 2 서브 무릎 링크(242)를 포함할 수 있다. 허벅지 링크(25)는 길이 방향으로 서로 상대적인 이동이 가능한 제 1 서브 허벅지 링크(251) 및 제 2 서브 허벅지 링크(252)를 포함할 수 있다.
제 1 지지 파트(212) 및 제 2 지지 파트(213)의 간격을 조절하거나, 정강이 링크(22), 연결 링크(23) 및 무릎 링크(24) 중 어느 하나의 링크의 길이를 조절함으로써, 발 프레임(21), 정강이 링크(22), 연결 링크(23) 및 무릎 링크(24)가 형성하는 4절 링크의 형태를 변경할 수 있다. 4절 링크의 형태에 따라, 허벅지 링크(25)의 상단의 움직임이 결정될 수 있고, 스탠딩-업 구간의 형태 및 위치가 결정될 수 있다.
예를 들어, 사용자의 신체 사이즈에 맞도록, 정강이 링크(22) 및 허벅지 링크(25)의 사이즈를 먼저 결정한 뒤, 결정된 정강이 링크(22)의 길이에 기초하여, 제 1 지지 파트(212) 및 제 2 지지 파트(213)의 간격을 조절하고, 연결 링크(23) 및 무릎 링크(24)의 길이를 조절할 수 있다. 이와 같은 방식으로, 착용형 의자(2)는 사용자 신체에 최적화된 스탠딩-업 구간을 마련할 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (20)

  1. 사용자의 발을 지지하기 위한 발 프레임;
    상기 발 프레임에 회전 가능하게 연결되는 정강이 링크;
    상기 정강이 링크의 전방에 위치하고, 상기 발 프레임에 회전 가능하게 연결되는 연결 링크;
    상기 정강이 링크 및 연결 링크 각각에 회전 가능하게 연결되는 무릎 링크; 및
    상기 무릎 링크로부터 연장되는 허벅지 링크를 포함하고,
    상기 발 프레임, 정강이 링크, 연결 링크 및 무릎 링크는 4절 링크(four-bar linkage)인 착용형 의자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 허벅지 링크는,
    상기 무릎 링크로부터 후방으로 연장되는 허벅지 링크 바디; 및
    상기 허벅지 링크 바디의 상단부에 마련되는 허벅지 링크 헤드를 포함하는 착용형 의자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 허벅지 링크 헤드는, 상기 정강이 링크가 상기 발 프레임을 중심으로 후방으로 회전하는 동안, 아래로 볼록한 경로를 따라 이동하는 착용형 의자.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 허벅지 링크 헤드는, 상기 정강이 링크가 상기 발 프레임을 중심으로 후방으로 회전하는 동안, 상승하는 착용형 의자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 무릎 링크 및 허벅지 링크는 일체로 형성되는 착용형 의자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 정강이 링크가 상기 발 프레임을 중심으로 후방으로 회전 하는 동안,
    상기 정강이 링크 및 무릎 링크가 이루는 각도는 점차 감소하고,
    상기 연결 링크 및 무릎 링크가 이루는 각도는 점차 증가하는 착용형 의자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 정강이 링크의 길이는 상기 연결 링크의 길이 보다 긴 착용형 의자.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 정강이 링크 및 무릎 링크를 연결하는 조인트의 이동 경로는, 상기 연결 링크 및 무릎 링크를 연결하는 조인트의 이동 경로와 교차하는 착용형 의자.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 발 프레임은,
    발 프레임 바디; 및
    상기 발 프레임 바디로부터 상방으로 돌출되고, 상기 정강이 링크를 회전 가능하게 지지하는 제 1 지지 파트를 포함하는 착용형 의자.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 발 프레임은,
    상기 발 프레임 바디로부터 상방으로 돌출되고, 상기 연결 링크를 회전 가능하게 지지하고, 상기 제 1 지지 파트의 길이보다 긴 길이를 갖는 제 2 지지 파트를 더 포함하는 착용형 의자.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제 1 지지 파트 및 제 2 지지 파트 사이의 간격은 조절 가능한 착용형 의자.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 연결 링크 및 제 2 지지 파트를 연결하는 조인트와, 상기 발 프레임 바디 사이의 간격은 조절 가능한 착용형 의자.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 연결 링크는 상기 발 프레임에 연결되거나, 상기 발 프레임으로부터 분리될 수 있는 착용형 의자.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 허벅지 링크는 상기 연결 링크를 고정하기 위한 커플러를 포함하는 착용형 의자.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 정강이 링크, 연결 링크, 무릎 링크 및 허벅지 링크 중 적어도 하나의 링크는 길이 조절 가능한 착용형 의자.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 정강이 링크를 사용자의 정강이에 고정시키기 위한 정강이 고정 파트; 및
    상기 허벅지 링크를 사용자의 허벅지에 고정시키기 위한 허벅지 고정 파트를 더 포함하는 착용형 의자.
  17. 사용자의 발을 지지하기 위한 발 프레임과, 사용자의 정강이를 지지하기 위한 정강이 링크와, 사용자의 허벅지를 지지하기 위한 허벅지 링크를 포함하는 착용형 의자에 있어서,
    상기 허벅지 링크로부터 전방으로 연장되는 무릎 링크; 및
    상기 정강이 링크의 전방에 위치하고, 상기 무릎 링크 및 발 프레임에 회전 가능하게 연결되는 연결 링크를 포함하고,
    상기 발 프레임, 정강이 링크, 연결 링크 및 무릎 링크는 4절 링크인 착용형 의자.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 허벅지 링크의 상단부는, 상기 정강이 링크가 상기 발 프레임을 중심으로 후방으로 회전하는 동안, 아래로 볼록한 경로를 따라 이동하는 착용형 의자.
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 정강이 링크 및 무릎 링크를 연결하는 조인트의 이동 경로는, 상기 연결 링크 및 무릎 링크를 연결하는 조인트의 이동 경로와 교차하는 착용형 의자.
  20. 제 17 항에 있어서,
    상기 연결 링크는 상기 발 프레임에 연결되거나, 상기 발 프레임으로부터 분리될 수 있는 착용형 의자.
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