KR20200085660A - 웨어러블 로봇 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇은, 사용자의 신체 후방에 위치한 리어 지지부; 리어 지지부에 체결된 센터부와, 센터부에서 사용자의 고관절 측부까지 연장된 한 쌍의 연장부를 포함하는 고관절 구동 유닛; 리어 지지부에 전방에서 체결되고 사용자의 신체에 후방 밀착되는 밀착패드; 및 리어 지지부에 회동 가능하게 연결되고 밀착패드를 가압하는 바인더를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 웨어러블 로봇에 관한 것으로, 좀 더 상세히는 착용자의 근력을 보조하는 웨어러블 로봇에 관한 것이다.
근래에 들어 로봇 관련 기술은 폭넓은 분야에 적용되고 있다. 이 중 장애나 노화 등으로 근력이 저하되어 보행이 어려운 사람들을 위한 웨어러블 로봇이 사용되고 있다.
웨어러블 로봇은 착용자의 근력을 보조하는 일종의 근력보조 장치이다. 좀 더 상세히, 웨어러블 로봇은 사용자가 웨어러블 로봇을 착용한 상태에서 보행하거나 무거운 짐을 들어올릴 때 사용자의 근력을 보조하는 역할을 한다. 이를 위해 근력 보조 장치는 모터 등의 구동장치로부터 발생되는 보조력을 사용자에게 제공함으로써 사용자의 동작을 보조할 수 있다.
이러한 웨어러블 로봇은 사용자의 허리 및 다리에 착용될 수 있다. 근력 보조 장치는 사용자의 각 신체 부위에 착용되도록 다수의 구성 요소를 갖는다. 상기 다수의 구성 요소 중 모터와 같은 구동부는 사용자의 신체의 관절 부위에 보조력을 전달하는 중요한 역할을 갖는다.
이와 관련된 선행 문헌으로는 한국 등록 특허(KR 10-1219795)와 미국 공개 특허(US 2015-0134080) 등이 있다.
다만, 종래의 웨어러블 로봇은 사용자의 착용이 번거롭고, 장착시에 사용자가 불편함을 느끼는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 사용자에게 안정적으로 착용 유지되는 웨어러블 로봇을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 착용자가 편안함을 느끼는 웨어러블 로봇을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇은, 사용자의 신체 후방에 위치한 리어 지지부; 상기 리어 지지부에 체결된 센터부와, 상기 센터부에서 사용자의 고관절 측부까지 연장된 한 쌍의 연장부를 포함하는 고관절 구동 유닛; 상기 리어 지지부에 전방에서 체결되고 사용자의 신체에 후방 밀착되는 밀착패드; 및 상기 리어 지지부에 회동 가능하게 연결되고 상기 밀착패드를 가압하는 바인더를 포함할 수 있다.
상기 밀착패드는, 상기 리어 지지부에 체결되고 경질의 재질을 포함하는 지지판; 및 상기 지지판의 전면에 구비되고 탄성 재질을 가지며 사용자의 신체에 밀착되는 쿠션을 포함할 수 있다.
상기 바인더는, 상기 밀착 패드를 일측에서 가압하는 제1바인더; 및 상기 제1바인더와 수평방향에 대해 이격되고 상기 밀착 패드를 타측에서 가압하는 제2바인더를 포함하고, 상기 밀착패드는 상기 제1바인더 및 제2바인더의 사이에 위치할 수 있다.
상기 제1바인더와 상기 제2바인더를 연결하고 길이 조절이 가능한 벨트를 더 포함하고, 상기 제1바인더 및 제2바인더는, 상기 벨트가 제1길이이면 상기 밀착패드와 이격되고, 상기 벨트가 상기 제1길이보다 짧은 제2길이이면 상기 밀착패드에 접촉하여 상기 밀착패드를 가압할 수 있다.
상기 허리 밀착패드는 상기 바인더보다 크게 형성될 수 있다.
상기 바인더의 내측면에는 상기 밀착 패드와 접촉하는 가압부가 구비되고, 상기 가압부는 탄성 재질을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 바인더가 사용자의 신체에 직접 닿지 않고 밀착 패드를 가압하므로, 사용자가 통증을 느낄 우려를 방지할 뿐만 아니라 사용자의 착용감이 향상될 수 있다.
또한, 밀착 패드에 포함되는 쿠션은 소프트하고 탄성 재질을 포함하므로, 밀착 패드와 신체 사이의 접촉 면적이 늘어날 수 있다. 따라서, 밀착 패드와 신체 간의 마찰력이 증가하여 웨어러블 로봇이 신체에 더욱 안정적으로 착용될 수 있다.
또한, 밀착 패드의 마찰력에 의해 웨어러블 로봇이 신체에 가고정 될 수 있으므로, 사용자 단독으로 바인더 및 레그 바인더의 조절이 용이해질 수 있고, 웨어러블 로봇의 착탈이 편리해질 수 있다.
또한, 밀착 패드의 마찰력에 의해 사용자가 웨어러블 로봇을 착용한 상태에서 움직이더라도 웨어러블 로봇이 흘러내릴 우려가 방지될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇이 사용자에게 착용된 상태가 도시된 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇이 사용자에게 착용된 상태를 다른 방향에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 배면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 우측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 좌측면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 리어 지지부의 내부가 도시된 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 밀착 패드가 리어 지지부에 장착되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 밀착패드를 후방에서 바라본 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 어퍼 바인더 및 밀착패드가 도시된 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 로어 바인더 및 밀착패드가 도시된 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 어퍼 회전축 및 로어 회전축을 후방에서 바라본 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 어퍼 회전축 및 로어 회전축을 측방에서 바라본 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇이 사용자에게 착용된 상태를 다른 방향에서 바라본 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 배면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 우측면도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 좌측면도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 리어 지지부의 내부가 도시된 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 밀착 패드가 리어 지지부에 장착되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 밀착패드를 후방에서 바라본 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 평면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 어퍼 바인더 및 밀착패드가 도시된 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 로어 바인더 및 밀착패드가 도시된 도면이다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 어퍼 회전축 및 로어 회전축을 후방에서 바라본 도면이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 어퍼 회전축 및 로어 회전축을 측방에서 바라본 도면이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시 예를 도면과 함께 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇이 사용자에게 착용된 상태가 도시된 도면이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇이 사용자에게 착용된 상태를 다른 방향에서 바라본 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 정면도이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 배면도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 우측면도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 좌측면도이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 리어 지지부의 내부가 도시된 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇(1)은 사용자의 신체(M)에 착용될 수 있다.
웨어러블 로봇(1)은 본체(10)을 포함할 수 있다.
본체(10)은 웨어러블 로봇(1)의 외관을 형성할 수 있다.
본체(10)은 리어 지지부(20) 및 고관절 구동 유닛(50)을 포함할 수 있다.
리어 지지부(20)는 사용자의 신체(M) 후방에 위치할 수 있다. 리어 지지부(20)는 대략 박스 형상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
리어 지지부(20)의 배면에는 발광부(91)가 구비될 수 있다. 발광부(91)에서는 광이 출사되거나 깜빡일 수 있다.
발광부(91)는 후술할 리어 커버(90)와 고관절 구동 유닛(50)의 사이에 위치할 수 있다.
발광부(91)의 용도는 한정되지 않는다. 일례로, 웨어러블 로봇(1)을 장착한 사용자가 어두운 곳에서 있는 경우, 발광부(91)에서 출사된 광에 의해 다른 사람이 웨어러블 로봇(1)을 장착한 사용자의 위치를 쉽게 인지할 수 있다.
또한, 리어 지지부(20)의 양 측면 중 적어도 하나에는 스위치(92)(93)가 구비될 수 있다.
스위치(92)(93)는 리어 지지부(20)의 측면 중 상부에 구비될 수 있다. 따라서, 사용자는 스위치(92)(93)를 용이하게 누르거나 조작할 수 있다.
상기 스위치(92)(93)의 종류는 한정되지 않는다. 일례로, 리어 지지부(20)의 일 측면에는 전원 스위치(92)가 구비되고, 타 측면에는 긴급정지 스위치(93)가 구비될 수 있다.
리어 지지부(20)의 내부에는 공간(S1)(도 8 참조)이 형성될 수 있다. 상기 공간(S1)에는 웨어러블 로봇(1)의 동작 전반을 제어하는 컨트롤러(94)가 수용될 수 있다. 컨트롤러(94)는 피시비를 포함할 수 있다.
또한, 리어 지지부(20)의 내부 공간(S1)에는 발광부를 제어하는 발광 피시비(95)가 수용될 수 있다. 발광 피시비(95)는 상기 컨트롤러(94)와 전기적으로 연결될 수 있다.
리어 지지부(20)의 배면은 개방될 수 있다. 이 경우, 리어 커버(90)의 개방된 배면의 일부는 리어 커버(90)에 의해 커버되고, 다른 일부는 고관절 구동 유닛(50)의 센터부(50A)에 의해 커버될 수 있다.
리어 커버(90)는 고관절 구동 유닛(50)의 센터부(50A)의 상측에 위치할 수 있다. 리어 커버(90)와 센터부(50A)의 사이에는 발광부(91)가 구비될 수 있다.
리어 지지부(20)는 어퍼 지지부(30) 및 어퍼 지지부(30)의 하측에 위치한 로어 지지부(40)를 포함할 수 있다.
일례로, 어퍼 지지부(30)는 사용자의 등 후방에 위치할 수 있고, 로어 지지부(40)는 사용자의 허리 후방에 위치할 수 있다.
어퍼 지지부(30) 및 로어 지지부(40)는 일체로 형성될 수 있다.
어퍼 지지부(30)에는 손잡이 홈(30A)이 형성될 수 있다. 손잡이 홈(30A)은 어퍼 지지부(30)의 전면에서 후방으로 함몰되어 형성될 수 있다. 사용자는 손잡이 홈(30A)에 손을 넣어 이동 로봇(12)을 용이하게 옮길 수 있다.
로어 지지부(40)의 전방에는 후술할 밀착 패드(80)가 장착될 수 있다. 밀착 패드(80)는 사용자의 신체에 후방 밀착될 수 있다.
고관절 구동 유닛(50)은 리어 지지부(20)에 체결될 수 있다. 좀 더 상세히, 고관절 구동 유닛(50)은 로어 지지부(40)에 체결될 수 있다.
고관절 구동 유닛(50)은 대략 U자 형상을 가질 수 있다.
고관절 구동 유닛(50)은 리어 지지부(20)의 하부, 즉 로어 지지부(40)에 체결된 센터부(50A)와, 상기 센터부(50A)에서 사용자의 고관절 측부까지 연장된 한 쌍의 연장부(50B)(50C)를 포함할 수 있다.
센터부(50A)는 리어 지지부(20)의 개방된 배면 중 하측 일부를 커버할 수 있다.
한 쌍의 연장부(50B)(50C)는, 센터부(50A)의 일 측에서 사용자의 일 다리의 측방까지 연장된 제1연장부(50B)와, 센터부(50A)의 타 측에서 사용자의 타 다리의 측방까지 연장된 제2연장부(50C)를 포함할 수 있다.
즉, 제1연장부(50B) 및 제2연장부(50C)는 리어 지지부(20)의 양단에서 사용자의 고관절 측부까지 연장될 수 있다.
제1연장부(50A) 및 제2연장부(50B)는 전방으로 갈수록 높이가 낮아지는 방향으로 형성될 수 있다.
고관절 구동 유닛(50)은 제1연장부(50B) 및 제2연장부(50C) 각각의 하측 단부에 구비된 로터(53)를 더 포함할 수 있다.
제1연장부(50B) 및 제2연장부(50C)에 각각 구비된 로터(53)는 서로 독립적으로 회전할 수 있다.
제1연장부(50B) 및 제2연장부(50C) 각각의 내부에는 상기 로터(53)를 회전시키는 모터(미도시)가 구비될 수 있다.
좀 더 상세히, 센터부(50A), 제1연장부(50B) 및 제2연장부(50C) 각각은 아우터 커버(51)와 이너 커버(52)를 포함할 수 있다. 아우터 커버(51) 및 이너 커버(52)는 서로 체결될 수 있다. 아우터 커버(51)는 외측을 향할 수 있고, 이너 커버(52)는 사용자의 신체를 향할 수 있다.
제1연장부(50B) 및 제2연장부(50C)에 포함된 아우터 커버(51)와 이너 커버(52)의 사이에는 상기 모터가 수용되는 모터 수용공간(미도시)이 형성될 수 있다.
제1연장부(50B) 및 제2연장부(50C)에는 상기 모터 수용공간을 외측에서 커버하는 사이드 커버(57)가 구비될 수 있다. 또한, 상기 사이드 커버(57)에는 로터(53)의 회전을 제어하는 로터 조절부(58)가 구비될 수 있다.
사이드 커버(57)는 제1연장부(50B) 또는 제2연장부(50C)의 하부 외측에 구비될 수 있다. 즉, 사이드 커버(57)는 제1연장부(50B) 또는 제2연장부(50C)의 아우터 커버(51)에 결합될 수 있다.
사용자는 로터 조절부(58)를 조작하여 로터(53)의 회전을 제어할 수 있다.
로터 조절부(58)의 구성은 한정되지 않는다. 일례로, 사용자가 로터 조절부(58)를 누르거나 터치하면 상기 로터 조절부(58)와 전기적으로 연결된 모터에 신호가 전달되고, 상기 모터는 로터(53)를 회전시킬 수 있다.
또한, 로터(53)는 아우터 커버(51)와 이너 커버(52)의 사이에 구비될 수 있다. 좀 더 상세히, 제1연장부(50B)와 제2연장부(50C) 각각의 하측 단부에 대응되는 부분에는 아우터 커버(51)와 이너 커버(52)의 사이에 소정의 간극이 형성될 수 있고, 로터(53)는 상기 간극에 배치될 수 있다.
로터(53)는 가상 회전축(X1)을 중심으로 회전할 수 있다. 제1연장부(50B)에 구비된 로터(53)의 가상 회전축과 제2연장부(50C)에 구비된 로터(53)의 가상 회전축은 일직선상에 위치할 수 있다. 즉, 상기 가상 회전축(X1)은 수평 방향, 좀 더 상세히는 좌우 방향으로 길게 형성될 수 있다.
웨어러블 로봇(1)은 사용자의 다리, 좀 더 상세히는 허벅지에 장착되는 레그 장착부(60)와, 레그 장착부(60)와 로터(53)에 의해 회동하며 레그 장착부(60)에 연결된 레그 프레임(70)를 포함할 수 있다. 웨어러블 로봇(1)은 로터(53)와 레그 프레임(70)를 연결하는 커넥터(54)를 더 포함할 수 있다.
레그 장착부(60)는 사용자의 허벅지를 감쌀 수 있다. 레그 장착부(60)는 대략 원형 링 형상을 가질 수 있다.
레그 장착부(60)는 한 쌍이 구비될 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 레그 장착부(60)는 사용자의 어느 하나의 허벅지에 장착되는 제1레그 장착부(60A)와, 다른 하나의 허벅지에 장착되는 제2레그 장착부(60B)를 포함할 수 있다.
레그 프레임(70)는 레그 장착부(60)에 연결되며, 로터(53)의 회전에 의해 회동할 수 있다. 이로써, 로터(53)의 회전에 의해 레그 장착부(60)가 회동할 수 있고 사용자의 다리에 보조력을 전달할 수 있다.
레그 프레임(70)는 한 쌍이 구비될 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 레그 프레임(70)는. 제1연장부(50B)에 구비된 로터(53)에 의해 회동하며 제1레그 장착부(60A)에 연결된 제1레그 프레임(70A)와, 제2연장부(50C)에 구비된 로터(53)에 의해 회동하며 제2레그 장착부(60B)에 연결된 제2레그 프레임(70B)를 포함할 수 있다.
각 레그 장착부(70)는 레그 바인더(61)와, 레그 벨트(62)와, 레그벨트 조절부(63)를 포함할 수 있다.
레그 바인더(61)는 경질의 재질을 포함할 수 있다. 일례로, 레그 바인더(61)는 금속 재질을 포함할 수 있다.
레그 바인더(61)는 대략 원호 형상으로 형성되어 사용자의 허벅지 일부를 감쌀 수 있다.
레그 벨트(62)는 레그 바인더(61)의 양 단을 서로 연결할 수 있다. 레그 벨트(62)는 연질의 재질을 포함할 수 있다. 레그 벨트(62)는 레그 바인더(61)과 함께 사용자의 허벅지를 감쌀 수 있다.
레그 바인더(61)는 레그 벨트(62)의 전방에 위치할 수 있다. 즉, 레그 바인더(61)의 양 단은 대략 후방을 향할 수 있다.
레그벨트 조절부(63)는 레그 바인더(61)에 구비될 수 있다.
사용자는 레그벨트 조절부(63)를 조작하여 레그 벨트(62)를 조이거나 풀 수 있다.
레그벨트 조절부(63)의 구성은 한정되지 않는다. 일례로, 사용자는 레그벨트 조절부(63)를 파지하여 회전시킴으로써 레그 벨트(62)를 조이거나 풀 수 있다. 이로써, 각 레그 장착부(60)는 사용자의 허벅지에 안정적으로 착용될 수 있다.
레그 프레임(70)는 레그 장착부(60)의 전방부에 연결될 수 있다. 좀 더 상세히, 레그 프레임(70)는 레그 바인더(61)의 상단에 연결될 수 있다.
레그 프레임(70)의 상단은 로터(53)에 연결될 수 있고, 하단은 고정바디(61)에 연결될 수 있다. 이 경우, 레그 프레임(70)의 상단부의 양면은 각각 좌우를 향할 수 있고, 레그 프레임(70)의 하단부의 양면은 각각 전후를 향할 수 있다.
커넥터(54)는 로터(53)와 레그 프레임(70)를 연결할 수 있다.
커넥터(54)는 로터(53)에 연결된 로터 연결부(55)와, 로터 연결부(55)에 힌지 연결되며 레그 프레임(70)의 상단이 장착되는 레그 프레임 장착부(56)를 포함할 수 있다.
로터 연결부(55)는 레그 프레임 연결부(54)는 아우터 커버(51)와 이너 커버(52)의 사이에 형성된 간극을 통해 각 연장부(50B)(50C)의 외측으로 연장될 수 있다. 따라서, 로터(53)의 회전시에 로터 연결부(55)는 각 연장부(50B)(50C)와 간섭되지 않을 수 있다.
레그 프레임 장착부(56)는 로터 장착부(55)와 힌지 연결될 수 있다. 이 경우, 힌지축은 대략 전후 방향으로 길게 형성될 수 있다. 따라서, 레그 프레임(70) 및 레그 장착부(60)는 상기 힌지축을 중심으로 좌우 회전 가능하다. 이로써, 사용자는 좌우로 다리를 자유롭게 움직일 수 있다.
로터(53)는 수평 방향의 가상 회전축(X1)을 중심으로 회전하고 레그 프레임(70)은 레그 장착부(60)의 전방부에 연결되므로, 로터(53)의 회전력이 사용자의 허벅지로 용이하게 전달될 수 있다. 일례로, 로터(53)가 하측으로 회전하면 레그 장착부(60)는 사용자의 허벅지를 하방 또는 후방으로 가압하므로, 웨어러블 로봇(1)은 사용자의 다리가 펴지는 보조력을 제공할 수 있다.
또한, 커넥터(54)의 힌지축은 전후 방향으로 길게 형성되므로, 로터(53)의 회전력이 레그 프레임(70)으로 전달되는 과정에서 손실되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 웨어러블 로봇(1)은 밀착패드(80) 및 바인더(110)(120)를 포함할 수 있다.
밀착패드(80)는 리어 지지부(20)의 전방에서 체결될 수 있다. 좀 더 상세히, 밀착패드(80)는 로어 지지부(40)의 전방에서 체결될 수 있다.
밀착패드(80)는 사용자의 신체(M)에 후방 밀착될 수 있다. 밀착패드(80)는 신체(M)를 후방에서 감쌀 수 있다.
밀착 패드(80)는 대략 양 단부가 전방을 향해 휘어진 곡판 형상일 수 있다. 밀착 패드(80)는 신체(M)의 형상에 대응되도록 인체 공학적으로 설계됨이 바람직하다.
밀착 패드(80)는 바인더(110)(120)보다 크게 형성될 수 있다.
바인더(110)(120)는 밀착 패드(80)를 가압할 수 있다. 좀 더 상세히, 바인더(110)(120)는 밀착 패드(80)를 사용자의 신체(M)를 향해 가압할 수 있다.
따라서, 밀착 패드(80)는 사용자의 신체(M)에 강하게 밀착될 수 있고, 웨어러블 로봇(1)이 사용자에게 안정적으로 착용될 수 있다. 또한, 바인더(110)(120)가 사용자의 신체(M)에 직접 닿지 않고 밀착 패드(80)를 가압하므로, 사용자가 통증을 느낄 우려를 방지할 뿐만 아니라 사용자의 착용감이 향상될 수 있다.
바인더(110)(120)는 강체일 수 있다. 바인더(110)(120)는 내둘레가 사용자의 신체(M)를 향하는 호 형상을 가질 수 있다.
바인더(110)(120)는 밀착 패드(80)의 외측에 위치할 수 있다.
바인더(110)(120)는 리어 지지부(20)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 좀 더 상세히, 바인더(110)(120)는 로어 지지부(40)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.
바인더(110)(120)는 복수개가 구비될 수 있다. 일례로, 복수개의 바인더(110)(120)는 한 쌍의 어퍼 바인더(110) 및 한 쌍의 로어 바인더(120)를 포함할 수 있다.
어퍼 바인더(110)는 로어 바인더(120)의 상측에 위치할 수 있다.
한 쌍의 어퍼 바인더(110)는 리어 지지부(20)의 일측에 회전 가능하게 연결된 제1어퍼 바인더(110A)와, 리어 지지부(20)의 타측에 회전 가능하게 연결된 제2어퍼 바인더(110B)를 포함할 수 있다.
제1어퍼 바인더(110A)와 제2어퍼 바인더(110B)는 수평방향, 좀 더 상세히는 좌우 방향으로 서로 이격될 수 있다. 이 경우, 제1어퍼 바인더(110A)는 밀착 패드(80)의 상부 일측을 가압할 수 있고, 제2어퍼 바인더(110B)는 밀착 패드(80)의 상부 타측을 가압할 수 있다. 즉, 밀착 패드(80)는 제1어퍼 바인더(110A)와 제2어퍼 바인더(110B)의 사이에 위치할 수 있다.
제1어퍼 바인더(110A)와 제2어퍼 바인더(110B)는 어퍼 벨트(111)에 의해 연결될 수 있다. 어퍼 벨트(111)는 제1어퍼 바인더(110A)와 제2어퍼 바인더(110B)를 연결하며 길이 조정이 가능할 수 있다.
어퍼 벨트(111)는 사용자의 신체(M) 전방을 감쌀 수 있다.
제1어퍼 바인더(110A) 및 제2어퍼 바인더(110B) 중 어느 하나에는 어퍼벨트 조절부(112)가 구비될 수 있다. 사용자는 어퍼벨트 조절부(112)를 조작하여 어퍼 벨트(111)를 조이거나 풀 수 있다.
어퍼 벨트 조절부(112)의 구성은 한정되지 않는다. 일례로, 사용자는 어퍼벨트 조절부(112)를 파지하여 회전시킴으로써 어퍼 벨트(111)를 조이거나 풀 수 있다.
사용자가 어퍼벨트 조절부(112)를 조절하여 어퍼 벨트(111)를 조이면, 제1어퍼 바인더(110A)와 제2어퍼 바인더(110B) 간의 거리가 가까워지며 밀착 패드(80)의 상부가 사용자의 신체(M)를 향해 가압될 수 있다.
반대로, 사용자가 어퍼벨트 조절부(112)를 조절하여 어퍼 벨트(111)를 풀면 제1어퍼 바인더(110A)와 제2어퍼 바인더(110B) 간의 거리가 멀어지며 밀착 패드(80)를 가압하지 않을 수 있다.
로어 바인더(120)는 어퍼 바인더(110)의 하측에 위치할 수 있다. 로어 바인더(120) 중에서 리어 지지부(20)에 인접한 일부는 고관절 구동 유닛(50)의 내측에 위치할 수 있다.
한 쌍의 로어 바인더(120)는 리어 지지부(20)의 일측에 회전 가능하게 연결된 제1로어 바인더(120A)와, 리어 지지부(20)의 타측에 회전 가능하게 연결된 제2로어 바인더(120B)를 포함할 수 있다.
제1로어 바인더(120A)와 제2로어 바인더(120B)는 수평방향, 좀 더 상세히는 좌우 방향으로 서로 이격될 수 있다. 이 경우, 제1로어 바인더(120A)는 밀착 패드(80)의 하부 일측을 가압할 수 있고, 제2로어 바인더(120B)는 밀착 패드(80)의 하부 타측을 가압할 수 있다. 즉, 밀착 패드(80)는 제1로어 바인더(120A)와 제2로어 바인더(120B)의 사이에 위치할 수 있다.
제1로어 바인더(120A)와 제2로어 바인더(120B)는 로어 벨트(121)에 의해 연결될 수 있다. 로어 벨트(121)는 제1로어 바인더(120A)와 제2로어 바인더(120B)를 연결하며 길이 조정이 가능할 수 있다.
로어 벨트(121)는 사용자의 신체(M) 전방을 감쌀 수 있다.
제1로어 바인더(120A) 및 제2로어 바인더(120B) 중 어느 하나에는 로어벨트 조절부(122)가 구비될 수 있다. 사용자는 로어벨트 조절부(122)를 조작하여 로어 벨트(121)를 조이거나 풀 수 있다.
로어벨트 조절부(122)의 구성은 한정되지 않는다. 일례로, 사용자는 로어벨트 조절부(122)를 파지하여 회전시킴으로써 로어 벨트(121)를 조이거나 풀 수 있다.
사용자가 로어벨트 조절부(122)를 조절하여 로어 벨트(121)를 조이면, 제1로어 바인더(120A)와 제2로어 바인더(120B) 간의 거리가 가까워지며 밀착 패드(80)의 하부가 사용자의 신체(M)를 향해 가압될 수 있다.
반대로, 사용자가 로어벨트 조절부(122)를 조절하여 로어 벨트(121)를 풀면 제1로어 바인더(120A)와 제2로어 바인더(120B) 간의 거리가 멀어지며 밀착 패드(80)를 가압하지 않을 수 있다.
어퍼 벨트(111) 및 로어 벨트(121)는 연질의 재질을 포함할 수 있다.
어퍼 바인더(110) 및 로어 바인더(120)에 의해, 웨어러블 로봇(1)은 신체(M)의 흉부 및 복부에 각각 고정될 수 있다. 따라서, 사용자가 웨어러블 로봇(1)을 착용한 상태에서 활동하는 경우에 웨어러블 로봇(1)이 흘러내릴 우려를 방지할 수 있다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 밀착 패드가 리어 지지부에 장착되는 것을 설명하기 위한 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 밀착패드를 후방에서 바라본 도면이다.
밀착 패드(80)는 지지판(81) 및 지지판(81)의 전면에 구비된 쿠션(82)을 포함할 수 있다.
지지판(81)은 경질의 재질을 포함할 수 있다. 지지판(81)은 밀착 패드(80)의 형상을 결정하는 프레임일 수 있다.
지지판(81)의 내측면, 즉 사용자의 신체(M)를 향하는 면은 지지판(81)의 상측 가장자리 및 하측 가장자리에서 멀어질수록 전방으로 볼록하게 형성된 유선형의 형상을 가질 수 있다. 따라서, 밀착 패드(80)는 사용자의 허리에 더욱 잘 밀착될 수 있다.
지지판(81)은 리어 지지부(20)에 체결될 수 있다. 좀 더 상세히, 지지판(81)의 배면에는 리어 지지부(20)를 향해 돌출된 돌출부(83)가 형성될 수 있다.
이 경우, 리어 지지부(20)의 전면에는 상기 돌출부(83)가 삽입되는 삽입홈(40A)이 형성될 수 있다. 좀 더 상세히, 삽입홈(40A)은 로어 지지부(40)의 전면에서 후방으로 함몰되어 형성될 수 있다.
따라서, 돌출부(83)는 삽입홈(40A)으로 삽입되어 밀착 패드(80)의 설치 위치가 안내될 수 있다. 이후, 스크류 등의 체결부재(미도시)는 지지판(81) 및 돌출부(83)를 관통하여 삽입홈(40A)에 체결될 수 있다. 이로써, 밀착패드(80)가 리어 지지부(20)에 체결될 수 있다.
쿠션(82)은 소프트한 재질을 포함할 수 있다. 쿠션(82)은 탄성 재질을 포함할 수 있다.
쿠션(82)은 지지판(81)의 전면에 구비될 수 있다. 쿠션(82)은 지지판(81)의 가장자리를 감싸는 것도 가능하다.
쿠션(82)은 사용자의 신체(M)에 밀착될 수 있다. 쿠션(82)은 소프트하고 탄성을 갖는 재질을 포함하므로, 신체(M)와의 접촉 면적이 늘어날 수 있다. 따라서, 밀착 패드(80)와 신체(M) 간의 마찰력이 증가하여 웨어러블 로봇(1)이 신체(M)에 더욱 안정적으로 착용될 수 있다.
이로써, 밀착 패드(80)만으로 웨어러블 로봇(1)이 신체(M)에 가고정 될 수 있으므로, 사용자 단독으로 바인더(110)(120) 및 레그 바인더(61)의 조절이 용이해질 수 있고, 웨어러블 로봇(1)의 착탈이 편리해질 수 있다.
또한, 종래에 바인더(110)(120) 및 벨트(121)(122)만으로 신체(M)에 고정되던 방식과 비교하여, 쿠션(82)을 포함하는 밀착패드(80)에 의해 사용자에게 편안하면서도 안정적인 착용감을 제공할 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 웨어러블 로봇의 평면도이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 어퍼 바인더 및 밀착패드가 도시된 도면이고, 도 13은 본 발명의 실시예에 따른 로어 바인더 및 밀착패드가 도시된 도면이다.
레그 장착부(60) 내측의 공간 중 적어도 일부는, 바인더(110)(120) 및 벨트(111)(121) 내측의 공간과 상하로 중첩될 수 있다. 즉, 웨어러블 로봇(1)의 상측에서 수직 하측으로 레그 장착부(60)에 다리를 넣을 수 있다. 따라서, 사용자는 일어선 상태에서도 웨어러블 로봇(1)을 용이하게 착탈 할 수 있다.
바인더(110)(120)의 내측면은 사용자의 신체(M) 및 밀착 패드(80)를 향할 수 잇다. 바인더(110)(120)의 내측면에는 가압부(113)(123)가 구비될 수 있다.
바인더(110)(120)가 밀착 패드(80)를 가압하는 경우에, 가압부(113)(123)는 밀착 패드(80)와 접촉할 수 있다.
가압부(113)(123)는 고무나 실리콘 등과 같은 탄성 재질을 포함할 수 있다. 바인더(110)(120)가 밀착 패드(80)를 가압하는 경우에, 가압부(113)(123)는 바인더(110)(120)와 밀착 패드(80) 사이에서 눌려 탄성 변형될 수 있다. 따라서, 가압부(113)(123)는 바인더(110)(120)와 밀착 패드(80) 사이의 충격을 흡수할 수 있다.
좀 더 상세히, 어퍼 바인더(110)의 내측면에는 어퍼 가압부(113)가 구비될 수 있다. 더욱 상세히, 제1어퍼 바인더(110A)의 내측면에는 제1어퍼 가압부(113A)가 구비되고, 제2어퍼 바인더(110B)의 내측면에는 제2어퍼 가압부(113B)가 구비될 수 있다.
또한, 로어 바인더(120)의 내측면에는 로어 가압부(123)가 구비될 수 있다. 더욱 상세히, 제1로어 바인더(120A)의 내측면에는 제1로어 가압부(123A)가 구비되고, 제2로어 바인더(120B)의 내측면에는 제2로어 가압부(123B)가 구비될 수 있다.
각 바인더(110)(120)의 회전 상태에 따라 가압부(113)(123)는 밀착 패드(80)와 이격되거나 접할 수 있다. 일례로, 사용자가 로어 벨트(121)만을 조인 경우, 로어 가압부(123)는 밀착 패드(80)와 접하고 어퍼 가압부(113)는 밀착 패드(80)와 이격될 수 있다. 즉, 밀착 패드(80)와 어퍼 가압부(123) 사이에는 소정의 간격(g)이 형성될 수 있다.
즉 벨트(111)(121)가 제1길이이면 바인더(110)(120)는 밀착패드(80)와 이격되고, 벨트(111)(121)가 상기 제1길이보다 짧은 제2길이이면 바인더(110)(120)는 밀착패드(80)를 가압할 수 있다.
한편, 어퍼 바인더(110)와 로어 바인더(120)의 내측면은 서로 다른 곡률을 가질 수 있다.
어퍼 바인더(110)의 내측면은 제1곡률을 갖고, 로어 바인더(120)의 내측면은 상기 제1곡률보다 큰 제2곡률을 가질 수 있다. 즉, 어퍼 바인더(110)의 내측면보다 로어 바인더(120)의 내측면이 더 큰 곡률을 가질 수 있다.
이는 신체(M)가 일반적으로 흉부보다 복부가 더 두껍기 때문이다. 즉, 어퍼 바인더(110)와 로어 바인더(120) 각각의 내측면 곡률이 서로 다르게 형성됨으로써, 신체 특성에 맞도록 밀착 패드(80)를 가압할 수 있다. 따라서, 사용자의 착용감이 더욱 향상될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 어퍼 회전축 및 로어 회전축을 후방에서 바라본 도면이고, 도 15는 본 발명의 실시예에 따른 어퍼 회전축 및 로어 회전축을 측방에서 바라본 도면이다.
앞서 설명한 바와 같이, 바인더(110)(120)는 리어 지지부(20)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 좀 더 상세히, 리어 지지부(20)에는 바인더(110)(120)가 연결되회는 회전축(101)(102)이 구비될 수 있다. 더욱 상세히, 로어 지지부(40)에는 바인더(110)(120)가 연결되회는 회전축(101)(102)이 구비될 수 있다.
회전축(101)(102)은 고관절 구동 유닛(50)의 센터부(50A)(도 5 참조) 및 리어 커버(90) 중 적어도 하나에 의해 커버될 수 있다.
회전축(101)(102)은 상하로 길게 형성될 수 있고, 바인더(110)(120)는 전후 방향으로 회전할 수 있다.
한 쌍의 어퍼 바인더(110)는 한 쌍의 어퍼 회전축(101) 각각에 연결될 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 어퍼 회전축(101)은 제1어퍼 바인더(110A)가 연결되는 제1어퍼 회전축(101A)과, 제2어퍼 바인더(110B)가 연결되는 제2어퍼 회전축(101B)을 포함할 수 있다.
한 쌍의 로어 바인더(120)는 한 쌍의 로어 회전축(102) 각각에 연결될 수 있다. 이 경우, 한 쌍의 로어 회전축(102)은 제1로어 바인더(120A)가 연결되는 제1로어 회전축(102A)과, 제2로어 바인더(120B)가 연결되는 제2로어 회전축(102B)을 포함할 수 있다.
제1어퍼 회전축(101A) 및 제2로어 회전축(102A)은 리어 지지부(20)의 일측에 구비될 수 있고, 제2어퍼 회전축(101B) 및 제2로어 회전축(102B)은 리어 지지부(20)의 타측에 구비될 수 있다.
제1어퍼 회전축(101A)과 제2어퍼 회전축(101B)은 좌우로 이격될 수 있다. 또한, 제1로어 회전축(102A)과 제2로어 회전축(102B)은 좌우로 이격될 수 있다.
이 경우, 한 쌍의 로어 회전축(102) 간 좌우 거리(L2)는, 한 쌍의 어퍼 회전축(101) 간 좌우 거리(L1)보다 가까울 수 있다. 즉, 한 쌍의 어퍼 회전축(101)은 좌우로 제1거리(L1)만큼 이격될 수 있고, 한 쌍의 로어 회전축(102)은 좌우로 상기 제1거리(L1)보다 가까운 제2거리(L2)만큼 이격될 수 있다.
한 쌍의 어퍼 회전축(101)의 중간 지점 및 한 쌍의 로어 회전축(102)의 중간 지점은, 상기 리어 지지부(20)를 전후로 가로지르는 가상 수직면(M1) 상에 위치할 수 있다. 즉, 웨어러블 로봇(1)을 후방에서 바라보았을 때, 한 쌍의 어퍼 회전축(101)의 중간 지점 및 한 쌍의 로어 회전축(102)의 중간 지점은 상하로 일직선상에 위치할 수 있다.
또한, 리어 지지부(20)의 후단과 로어 회전축(102) 사이의 전후 거리(D2)는, 리어 지지부(20)의 후단과 어퍼 회전축(101) 사이의 전후 거리(D1)보다 멀 수 있다.
상기 구성은 신체(M)가 일반적으로 흉부보다 복부가 더 두껍기 때문이다. 즉, 어퍼 회전축(101) 및 로어 회전축(102)의 상기 구성에 의해, 어퍼 바인더(110) 및 로어 바인더(120)가 신체 특성에 맞도록 밀착 패드(80)를 가압할 수 있다. 따라서, 사용자의 착용감이 더욱 향상될 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (6)
- 사용자의 신체 후방에 위치한 리어 지지부;
상기 리어 지지부에 체결된 센터부와, 상기 센터부에서 사용자의 고관절 측부까지 연장된 한 쌍의 연장부를 포함하는 고관절 구동 유닛;
상기 리어 지지부에 전방에서 체결되고 사용자의 신체에 후방 밀착되는 밀착패드; 및
상기 리어 지지부에 회동 가능하게 연결되고 상기 밀착패드를 가압하는 바인더를 포함하는 웨어러블 로봇. - 제 1 항에 있어서,
상기 밀착패드는,
상기 리어 지지부에 체결되고 경질의 재질을 포함하는 지지판; 및
상기 지지판의 전면에 구비되고 탄성 재질을 가지며 사용자의 신체에 밀착되는 쿠션을 포함하는 웨어러블 로봇. - 제 1 항에 있어서,
상기 바인더는,
상기 밀착 패드를 일측에서 가압하는 제1바인더; 및
상기 제1바인더와 수평방향에 대해 이격되고 상기 밀착 패드를 타측에서 가압하는 제2바인더를 포함하고,
상기 밀착패드는 상기 제1바인더 및 제2바인더의 사이에 위치한 웨어러블 로봇. - 제 3 항에 있어서,
상기 제1바인더와 상기 제2바인더를 연결하고 길이 조절이 가능한 벨트를 더 포함하고,
상기 제1바인더 및 제2바인더는,
상기 벨트가 제1길이이면 상기 밀착패드와 이격되고,
상기 벨트가 상기 제1길이보다 짧은 제2길이이면 상기 밀착패드에 접촉하여 상기 밀착패드를 가압하는 웨어러블 로봇. - 제 1 항에 있어서,
상기 허리 밀착패드는 상기 바인더보다 크게 형성된 웨어러블 로봇. - 제 1 항에 있어서,
상기 바인더의 내측면에는 상기 밀착 패드와 접촉하는 가압부가 구비되고,
상기 가압부는 탄성 재질을 포함하는 웨어러블 로봇.
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