KR20210065278A - 착용식 근력 보조 장치 - Google Patents

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임현섭
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현동진
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Abstract

착용자의 몸통에 고정되는 베이스; 일단부가 상하 방향으로 연장된 제1회전축을 기준으로 베이스에 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 베이스를 기준으로 회전됨에 따라 전후 방향으로 이동되도록 착용자의 일측 방향으로 연장된 제1회전링크; 착용자의 배면에 위치된 일단부에서 착용자의 일측 방향으로 연장되면서 전방으로 절곡되어 타단부가 착용자의 측면에 위치된 제1연장링크; 일단부가 전후 방향으로 연장된 제2회전축을 기준으로 제1회전링크의 타단부에 회전 가능하게 결합되고, 타단부가 전후 방향으로 연장된 제3회전축을 기준으로 제1연장링크의 일단부에 회전 가능하게 결합되며, 제1연장링크가 제1회전링크와 나란한 상태로 상하 방향 또는 측방으로 상대 이동되도록 연결하는 제1연결부; 및 일단부가 제1연장링크의 타단부에 상하 방향으로 연장된 제4회전축을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 착용자의 일측 상완과 연결된 제1상완고정부;를 포함하는 착용식 근력 보조 장치가 소개된다.

Description

착용식 근력 보조 장치 {WEARABLE APPARATUS FOR ASSISTING MUSCULAR STRENGTH}
본 발명은 착용식 근력 보조 장치에 관한 것으로, 인체의 상지에 착용되어 어깨 운동을 모사함으로써 상지 근력을 보조하는 장치에 관한 것이다.
착용식 로봇은 신체의 특정부위에 착용하거나 특정부위를 거치하여 신체의 움직임을 보조하는 로봇으로, 의료용, 군사용 또는 작업용으로 설계되었다. 특히, 작업용 착용식 로봇의 경우, 작업자에 부과되는 하중을 감소시킴에 따라 부상을 방지하고 근력을 보조하도록 설계된다. 이러한 착용식 로봇은 착용자의 외골격을 모사한 것으로, 신체의 실제 움직임과 동일한 움직임을 갖도록 관절을 설계하는 것이 기술의 핵심이라 할 수 있다.
특히, 착용식 상완 근력 보조 기구는 도구의 중량을 지지하는 사람을 지원하도록 구성된 수동 지지 장치가 포함된다. 전형적인 수동 장치는 구조 요소, 스프링, 케이블, 풀리의 조합을 사용하여 위치들의 범위 하에서 중력을 보상하도록 구성된다. 이들 장치의 구성은 동작의 제한된 동작 범위 내에서 중력 보상을 제공한다.
다만, 종래의 착용식 상완 근력 보조 기구는 착용자의 운동에 따른 외골격의 움직임을 제대로 모사하기 어려운 문제가 있었다. 특히, 착용자가 어깨의 회전 운동시 견갑골과 상완골이 비율에 따라 움직이는 견갑상완리듬(Scapulohumeral Rhythm)을 모사하기 어려운 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-1896181 B
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 착용자의 어깨 움직임에 따른 견갑상완리듬을 모사하는 착용식 근력 보조 장치를 제공하고자 함이다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 착용식 근력 보조 장치는 착용자의 몸통에 고정되는 베이스; 일단부가 상하 방향으로 연장된 제1회전축을 기준으로 베이스에 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 베이스를 기준으로 회전됨에 따라 전후 방향으로 이동되도록 착용자의 일측 방향으로 연장된 제1회전링크; 착용자의 배면에 위치된 일단부에서 착용자의 일측 방향으로 연장되면서 전방으로 절곡되어 타단부가 착용자의 측면에 위치된 제1연장링크; 일단부가 전후 방향으로 연장된 제2회전축을 기준으로 제1회전링크의 타단부에 회전 가능하게 결합되고, 타단부가 전후 방향으로 연장된 제3회전축을 기준으로 제1연장링크의 일단부에 회전 가능하게 결합되며, 제1연장링크가 제1회전링크와 나란한 상태로 상하 방향 또는 측방으로 상대 이동되도록 연결하는 제1연결부; 및 일단부가 제1연장링크의 타단부에 상하 방향으로 연장된 제4회전축을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 착용자의 일측 상완과 연결된 제1상완고정부;를 포함한다.
착용자의 배면에 위치되면서 착용자에 고정되고, 착용자의 상하 방향으로 연장된 고정링크;를 더 포함하고, 베이스는 고정링크에 고정되도록 결합될 수 있다.
제1회전링크의 일단부는 착용자의 타측 방향으로 연장되어 베이스의 중심을 기준으로 착용자의 타측에서 베이스에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
일단부가 상하 방향으로 연장된 회전축을 기준으로 베이스에 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 베이스를 기준으로 회전됨에 따라 착용자의 전후 방향으로 이동되도록 착용자의 타측 방향으로 연장된 제2회전링크;를 더 포함하고, 제2회전링크는 착용자의 일측으로 연장되어 일단부가 베이스의 중심을 기준으로 착용자의 일측에서 베이스에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
제1회전링크의 일단부는 고정링크를 기준으로 착용자의 타측에 위치되고, 제2회전링크의 일단부는 고정링크를 기준으로 착용자의 일측에 위치되며, 제1회전링크 및 제2회전링크는 서로 상하 방향으로 이격된 상태로 베이스에 각각 회전 가능하게 결합될 수 있다.
제1회전링크의 일단부와 베이스 사이에 위치되고, 제1회전링크의 타단부가 착용자의 배면에 밀착되는 방향으로 제1회전링크를 회전시키는 회전력을 제1회전링크의 일단부에 인가하는 제1회전탄성체;를 더 포함할 수 있다.
제1연결부에는 양단부가 제1회전링크 및 제1연장링크에 각각 결합된 제1절곡링크 및 양단부가 제1절곡링크의 양단부와 각각 이격된 위치에서 제1회전링크 및 제1연장링크에 각각 결합된 제2절곡링크가 포함될 수 있다.
양단부가 제1회전링크 및 제1연장링크에 각각 결합되고, 제1연장링크가 제1회전링크를 기준으로 상방 또는 외측방으로 이동되도록 탄성력을 인가하는 제1인장탄성체;를 더 포함할 수 있다.
제1연결부에는 양단부가 제1회전링크 및 제1연장링크에 각각 결합된 제1절곡링크 및 양단부가 제1절곡링크의 양단부와 각각 이격된 위치에서 제1회전링크 및 제1연장링크에 각각 결합된 제2절곡링크가 포함되고, 제1절곡링크 및 제2절곡링크는 제1인장탄성체와 이격된 상태로 연장되며, 제1인장탄성체의 양단부는 제1절곡링크가 제1회전링크에 결합된 위치 및 제2절곡링크가 제1연장링크에 결합된 위치에서 제1회전링크 및 제1연장링크에 각각 결합될 수 있다.
제1인장탄성체는 제1절곡링크 및 제2절곡링크의 사이에 위치되고, 제1절곡링크는 제1회전링크에 결합된 위치에서 제1인장탄성체의 외측으로 절곡되면서 제1인장탄성체가 연장된 방향으로 연장되며, 제2절곡링크는 제1연장링크에 결합된 위치에서 제1인장탄성체의 외측으로 절곡되면서 제1인장탄성체가 연장된 방향으로 연장될 수 있다.
제1연장링크는 측방 또는 전후 방향으로 길이가 가변 가능하도록 슬라이딩될 수 있다.
상완의 외측에서 상완과 나란한 방향으로 연장되고, 일단부가 지면과 나란한 방향으로 연장된 제5회전축을 기준으로 제1상완고정부에 회전 가능하게 결합되어 타단부가 상하 방향으로 이동 가능한 제1상완회전부;를 더 포함할 수 있다.
제1상완회전부에는 상완의 하부로 연장되어 상완을 지지하는 연장부가 형성될 수 있다.
본 발명의 착용식 근력 보조 장치에 따르면, 복합적인 관절의 움직임에 따른 착용자의 어깨 운동을 자연스럽게 모사할 수 있는 효과를 갖는다.
특히, 착용자의 어깨 움직임에 따른 견갑상완리듬을 모사하여 착용자의 착용 이질감을 최소화하면서 근력 보조가 가능한 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용식 근력 보조 장치의 배면 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 확대도이다.
도 3은 착용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 착용식 근력 보조 장치를 착용한 상태의 배면도이다.
도 4 내지 5는 착용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 착용식 근력 보조 장치를 착용하고 좌우측의 상완을 반대로 이동시킨 상태를 도시한 배면도 및 상면도이다.
본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.
본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용식 근력 보조 장치의 배면 사시도를 도시한 것이고, 도 2는 도 1의 확대도이며, 도 3은 착용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 착용식 근력 보조 장치를 착용한 상태의 배면도이다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 착용식 근력 보조 장치는 착용자의 몸통에 고정되는 베이스(100); 일단부가 상하 방향으로 연장된 제1회전축을 기준으로 베이스(100)에 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 베이스(100)를 기준으로 회전됨에 따라 전후 방향으로 이동되도록 착용자의 일측 방향으로 연장된 제1회전링크(310); 착용자의 배면에 위치된 일단부에서 착용자의 일측 방향으로 연장되면서 전방으로 절곡되어 타단부가 착용자의 측면에 위치된 제1연장링크(400); 일단부가 전후 방향으로 연장된 제2회전축을 기준으로 제1회전링크(310)의 타단부에 회전 가능하게 결합되고, 타단부가 전후 방향으로 연장된 제3회전축을 기준으로 제1연장링크(400)의 일단부에 회전 가능하게 결합되며, 제1연장링크(400)가 제1회전링크(310)와 나란한 상태로 상하 방향 또는 측방으로 상대 이동되도록 연결하는 제1연결부(500); 및 일단부가 제1연장링크(400)의 타단부에 상하 방향으로 연장된 제4회전축을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 착용자의 일측 상완과 나란한 방향으로 연장되면서 착용자의 상완과 연결된 제1상완고정부(600);를 포함한다.
베이스(100)는 착용자의 몸통에 고정되는 구성으로, 착용자의 배면에 위치될 수 있다. 특히, 베이스(100)는 착용자의 척추가 위치된 중심부에서 고정될 수 있다.
더 구체적으로, 착용자의 배면에 위치되면서 착용자에 고정되고, 착용자의 상하 방향으로 연장된 고정링크(200);를 더 포함하고, 베이스(100)는 고정링크(200)에 고정되도록 결합될 수 있다.
고정링크(200)는 착용자의 척추에 대응되도록 상하 방향으로 연장되고, 착용자의 배면 중심부에 고정될 수 있다. 고정링크(200)는 착용자의 몸통에 결합되는 구성으로, 별도의 하네스 등을 통하여 착용자의 몸통에 고정될 수 있다.
일 실시예로, 고정링크(200)와 고정되고, 착용자의 허리 높이에서 몸통을 둘러싸면서 양단부가 서로 결합되는 허리 하네스(220)를 더 포함할 수 있다. 또한, 착용자의 배면에서 어깨 상부를 경우하여 전방으로 연장되고, 착용자의 어깨 하부를 경유하여 다시 착용자의 배면으로 연결됨으로써 착용자의 어깨를 둘러싸는 어깨 하네스(210)를 더 포함할 수 있다. 어깨 하네스(210)의 단부는 고정링크(200) 또는 허리 하네스(220)와 결합될 수 있다.
제1회전링크(310)는 상하 방향으로 연장된 제1회전축을 기준으로 베이스(100)에 회전 가능하게 결합되어, 일단부를 중심으로 측방으로 회전 가능할 수 있다. 제1회전링크(310)는 베이스(100)를 기준으로 착용자의 일측 방향으로 연장되고, 제1회전링크(310)는 베이스(100)에 일단부를 중심으로 회전됨에 따라 타단부가 전방 또는 후방으로 이동될 수 있다.
착용자의 일측 방향은 착용자의 좌측 또는 우측일 수 있고, 여기서 설명한 제1회전링크(310), 제1연장링크(400), 제1연결부(500) 및 제1상완고정부(600)는 착용자의 좌측 또는 우측의 상완을 지지하도록 연결될 수 있다. 또한, 제1회전링크(310), 제1연장링크(400), 제1연결부(500) 및 제1상완고정부(600)와 대응되도록 반대측에는 제2회전링크(320), 제2연장링크(미도시), 제2연결부(미도시) 및 제2상완고정부(미도시)가 더 포함되어 착용자의 양측 상완을 지지하도록 연결될 수있다.
제1연장링크(400)는 제1연결부(500)를 통하여 제1회전링크(310)와 연결될 수 있다. 제1연장링크(400)는 제1회전링크(310)와 나란하게 착용자의 일측 방향으로 연장될 수 있다. 제1연장링크(400)는 제1연결부(500)를 통하여 제1회전링크(310)와 나란한 상태를 유지하면서 제1회전링크(310)를 기준으로 상하 방향과 동시에 측방으로 이동될 수 있다.
제1연결부(500)는 일단부가 전후 방향으로 연장된 제2회전축을 기준으로 제1회전링크(310)의 타단부에 회전 가능하게 결합되고, 타단부가 전후 방향으로 연장된 제3회전축을 기준으로 제1연장링크(400)의 일단부에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 특히, 제1연결부(500)는 후술하는 것과 같이 복수 개의 링크를 포함할 수 있다.
제1상완고정부(600)의 일단부는 상하 방향으로 연장된 제4회전축을 기준으로 제1연장링크(400)의 타단부에 회전 가능하게 결합될 수 있고, 제1상완고정부(600)가 일단부를 기준으로 제1연장링크(400)에 회전됨에 따라 타단부는 전방 또는 후방으로 이동될 수 있다.
일단부가 상하 방향으로 연장된 회전축을 기준으로 베이스(100)에 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 베이스(100)를 기준으로 회전됨에 따라 착용자의 전후 방향으로 이동되도록 착용자의 타측 방향으로 연장된 제2회전링크(320);를 더 포함하고, 제2회전링크(320)는 착용자의 일측으로 연장되어 일단부가 베이스(100)의 중심을 기준으로 착용자의 일측에서 베이스(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
도 4 내지 5는 착용자가 본 발명의 일 실시예에 따른 착용식 근력 보조 장치를 착용하고 좌우측의 상완을 반대로 이동시킨 상태를 도시한 배면도 및 상면도이다.
도 4 내지 5를 더 참조하면, 제1회전링크(310)의 일단부는 착용자의 타측 방향으로 연장되어 베이스(100)의 중심을 기준으로 착용자의 타측에서 베이스(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
도 4에 도시한 것과 같이, 착용자의 어깨가 전인(Protraction) 또는 후인(Retraction) 운동을 하는 경우에는 착용자의 견갑골은 전후방으로 이동될 수 있다.
특히, 착용자의 어깨 관절 회전중심은 후인(뒤로 당김) 상태인 경우에 대비하여 전인(앞으로 내밈) 상태인 경우에는 도시한 L1 만큼 전후방으로 이동될 수 있다. 이러한 착용자 어깨 관절의 전인/후인 운동을 모사하기 위하여 제1회전링크(310) 및 제2회전링크(320)는 타단부가 전후방으로 이동되도록 일단부가 베이스(100)에 측방으로 회전 가능하게 결합될 수 있다.
일 실시예로, 제1회전링크(310)의 일단부는 착용자의 타측에 위치된 제1회전축을 기준으로 회전될 수 있다. 즉, 타단부가 착용자의 일측으로 연장된 제1회전링크(310)는 회전 중심(제1회전축)이 반대 측인 착용자의 타측에 위치될 수 있다.
이에 따라, 제1회전링크(310)의 회전 반경은 착용자의 몸통 내부에 위치되어 착용자의 몸통 내부에 회전 중심이 위치되지 못하는 외골격 장치의 한계를 극복하고, 착용자의 운동시 이질감을 최소화하는 효과를 갖는다.
다른 실시예로, 고정링크(200)의 중심 또는 착용자의 배면 중심을 기준으로 회전 가능하게 결합되거나, 제1회전축이 착용자의 일측에 위치될 수도 있다.
일단부가 상하 방향으로 연장된 회전축을 기준으로 베이스(100)에 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 베이스(100)를 기준으로 회전됨에 따라 착용자의 전후 방향으로 이동되도록 착용자의 타측 방향으로 연장된 제2회전링크(320);를 더 포함하고, 제2회전링크(320)는 착용자의 일측으로 연장되어 일단부는 착용자의 일측에서 베이스(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
제2회전링크(320)의 타단부는 제1회전링크(310)와 반대 측인 착용자의 타측으로 연장될 수 있다. 제2회전링크(320)의 일단부는 상하 방향으로 연장된 회전축을 기준으로 베이스(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제2회전링크(320)의 일단부는 착용자의 일측에서 베이스(100)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
따라서, 도시한 것과 같이 제1회전링크(310)는 일단부가 고정링크(200)를 기준으로 착용자의 우측에서 베이스(100)에 결합되고, 타단부가 착용자의 좌측으로 연장될 수 있다. 제2회전링크(320)는 일단부가 고정링크(200)를 기준으로 착용자의 좌측에서 베이스(100)게 결합되고, 타단부가 착용자의 우측으로 연장될 수 있다.
즉, 제1회전링크(310)와 제2회전링크(320)는 지면에 나란한 평면 방향에서 서로 교차되도록 배치될 수 있다.
제1회전링크(310)의 일단부는 고정링크(200)를 기준으로 착용자의 타측에 위치되고, 제2회전링크(320)의 일단부는 고정링크(200)를 기준으로 착용자의 일측에 위치되며, 제1회전링크(310) 및 제2회전링크(320)는 서로 상하 방향으로 이격된 상태로 베이스(100)에 각각 회전 가능하게 결합될 수 있다.
착용자의 타측에서 베이스(100)에 결합된 제1회전링크(310)와 착용자에 일측에서 베이스(100)에 결합된 제2회전링크(320)는 지면과 나란한 평면 방향에서 서로 교차되므로, 서로 상하 방향으로 이격될 수 있다.
일 실시예로, 착용자의 측방으로 연장된 베이스(100)의 상부 및 하부에 제1회전링크(310) 및 제2회전링크(320)가 각각 결합될 수 있다.
제1회전링크(310)의 일단부와 베이스(100) 사이에 위치되고, 제1회전링크(310)의 타단부가 착용자의 배면에 밀착되는 방향으로 제1회전링크(310)를 회전시키는 회전력을 제1회전링크(310)의 일단부에 인가하는 제1회전탄성체(311);를 더 포함할 수 있다.
제1회전탄성체(311)는 예를 들어 토션스프링일 수 있다. 제1회전탄성체(311)는 탄성 변형에 의해 제1회전링크(310)가 일단부를 중심으로 회전되도록 회전력을 발생시킬 수 있다. 특히, 제1회전탄성체(311)는 제1회전링크(310)의 타단부가 착용자의 후방으로 이동되는 방향으로 회전됨에 따라 탄성 변형되어 탄성력이 발생되고, 제1회전링크(310)의 타단부가 착용자의 전방으로 이동되는 방향으로 회전력을 발생시킬 수 있다. 이에 따라, 제1회전링크(310)가 착용자의 배면에 밀착되는 효과를 갖는다.
도 5에 도시한 것과 같이, 착용자가 어깨를 거상(Elevation)하는 운동 또는 하강(Depression)하는 운동을 하는 경우, 어깨 관절의 회전 중심은 L2 만큼 상하 방향으로 이동될 수 있다.
이러한 착용자의 어깨 거상 또는 하강 운동을 모사하기 위하여, 제1회전링크(310)와 제1연장링크(400) 사이에는 제1연결부(500)가 위치되어 제1회전링크(310)와 제2연장링크 사이의 상하 방향 거리가 가변될 수 있다.
특히, 제1연결부(500)에 의해 제1연장링크(400)는 제1회전링크(310)를 기준으로 상방으로 이동됨과 동시에 외측방으로 이동될 수 있다.
제1연결부(500)에는 양단부가 제1회전링크(310) 및 제1연장링크(400)에 각각 결합된 제1절곡링크 및 양단부가 제1절곡링크의 양단부와 각각 이격된 위치에서 제1회전링크(310) 및 제1연장링크(400)에 각각 결합된 제2절곡링크가 포함될 수 있다.
제1절곡링크 및 제2절곡링크는 전후 방향으로 연장된 회전축을 기준으로 제1회전링크(310) 및 제1연장링크(400)에 각각 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제1절곡링크의 양단부와 제2절곡링크의 양단부는 서로 이격되어 제1회전링크(310) 및 제1연장링크(400)에 결합될 수 있다.
즉, 제1절곡링크 및 제2절곡링크는 제1회전링크(310)와 제1연장링크(400)의 사이에서 4절 링크(4 bar lingkage)를 형성할 수 있다. 제1절곡링크 및 제2절곡링크는 나란한 방향으로 연장될 수도 있고, 비스듬하게 연장되거나 서로 교차되게 연장될 수도 있다.
양단부가 제1회전링크(310) 및 제1연장링크(400)에 각각 결합되고, 제1연장링크(400)가 제1회전링크(310)를 기준으로 상방 또는 외측방으로 이동되도록 탄성력을 인가하는 제1인장탄성체(530);를 더 포함할 수 있다.
제1인장탄성체(530)는 직선 방향으로 인장되거나 수축되는 스프링일 수 있고, 도시한 것과 같이 복수 개의 스프링으로 구성될 수 있다. 제1인장탄성체(530)는 제1회전링크(310)와 제1연장링크(400) 사이에 연결되어 제1회전링크(310)와 제1연장링크(400) 사이의 상대 이동에 따라 길이가 가변될 수 있고, 이에 따라 탄성력이 발생될 수 있다.
특히, 제1인장탄성체(530)의 탄성력은 제1연장링크(400)가 제1회전링크(310)를 기준으로 상방 또는 외측방으로 이동되는 방향일 수 있다. 구체적으로, 제1연장링크(400)는 제1절곡링크 및 제2절곡링크에 의해 제1회전링크(310)를 기준으로 상하 방향과 동시에 측방으로 이동될 수 있고, 이에 따라 제1연장링크(400)와 제1회전링크(310)에 양단부가 결합된 제1인장탄성체(530)는 길이가 가변될 수 있다.
일 실시예로, 도시한 것과 같이 제1인장탄성체(530)는 제1연장링크(400)가 제1회전링크(310)의 상방 및 외측방으로 이동됨에 따라 길이가 감소되도록 연결될 수 있고, 제1인장탄성체(530)에는 제1연장링크(400) 및 제1회전링크(310)를 서로 당기는 방향으로 탄성력이 발생될 수 있다.
제1인장탄성체(530)는 착용자의 어깨 또는 상완에 작용하는 하중 및 장치의 자중에 의해 인장될 수 있고, 이에 따라 제1연장링크(400)는 제1회전링크(310)를 기준으로 하방으로 이동될 수 있다.
다른 실시예로는, 제1인장탄성체(530)는 제1연장링크(400)가 제1회전링크(310)의 상방 및 외측방으로 이동됨에 따라 길이가 증가되도록 연결될 수 있고, 제1인장탄성체(530)에는 제1연장링크(400) 및 제1회전링크(310)를 서로 밀어내는 방향으로 탄성력이 발생될 수도 있다.
특히, 제1절곡링크 및 제2절곡링크는 제1인장탄성체(530)와 이격된 상태로 연장되며, 제1인장탄성체(530)의 양단부는 제1절곡링크가 제1회전링크(310)에 결합된 위치 및 제2절곡링크가 제1연장링크(400)에 결합된 위치에서 제1회전링크(310) 및 제1연장링크(400)에 각각 결합될 수 있다.
일 실시예로, 제1인장탄성체(530)의 일단부는 제1절곡링크가 제1회전링크(310)에 결합된 위치에서 제1절곡링크와 동시에 결합되고, 제1인장탄성체(530)의 타단부는 제2절곡링크가 제1연장링크(400)에 결합된 위치에서 제2절곡링크와 동시에 결합될 수 있다.
이에 따라, 제1인장탄성체(530)의 양단부가 결합되는 구성을 추가로 포함하지 않고도 제1인장탄성체(530)를 고정할 수 있어 구조가 단순해지는 효과를 갖는다.
제1인장탄성체(530)는 제1절곡링크 및 제2절곡링크의 사이에 위치되고, 제1절곡링크는 제1회전링크(310)에 결합된 위치에서 제1인장탄성체(530)의 외측으로 절곡되면서 제1인장탄성체(530)가 연장된 방향으로 연장되며, 제2절곡링크는 제1연장링크(400)에 결합된 위치에서 제1인장탄성체(530)의 외측으로 절곡되면서 제1인장탄성체(530)가 연장된 방향으로 연장될 수 있다.
제1절곡링크와 제2절곡링크는 서로 이격된 상태로 나란한 방향으로 연장되고, 제1인장탄성체(530)는 제1절곡링크와 제2절곡링크의 사이에 위치될 수 있다.
제1절곡링크는 제1회전링크(310)에 결합된 위치에서 제1인장탄성체(530)의 외측으로 절곡되어 제1인장탄성체(530)로부터 이격될 수 있고, 제1인장탄성체(530)로부터 이격된 상태로 제1인장탄성체(530)가 연장된 방향으로 연장될 수 있다.
또한, 제2절곡링크는 제1연장링크(400)에 결합된 위치에서 제1인장탄성체(530)의 외측으로 절곡되어 제1인장탄성체(530)로부터 이격되고, 제1인장탄성체(530)로부터 이격된 상태로 제1인장탄성체(530)가 연장된 방향으로 연장될 수 있다.
이에 따라, 제1인장탄성체(530)는 회전되는 제1절곡링크 또는 제2절곡링크와 서로 간섭되지 않으면서 인장 또는 수축될 수 있는 효과를 갖는다.
제1연장링크(400)는 측방 또는 전후 방향으로 길이가 가변 가능하도록 슬라이딩될 수 있다.
구체적으로, 제1연장링크(400)는 제1연결부(500)에서 측방으로 연장된 고정부(410)와 고정부(410)에 슬라이딩 가능하게 결합되면서 전방으로 절곡된 이동부(420)로 구성될 수 있다.
이동부(420)는 고정부(410)를 기준으로 측방으로 슬라이딩됨에 따라 측방 길이가 가변될 수 있어 착용자의 어깨 너비에 따라 조절될 수 있다. 또는, 이동부(420)가 고정부(410)를 기준으로 전후 방향으로 길이가 가변되도록 슬라이딩될 수 있다.
상완의 외측에서 상완과 나란한 방향으로 연장되고, 일단부가 지면과 나란한 방향으로 연장된 제5회전축을 기준으로 제1상완고정부(600)에 회전 가능하게 결합되어 타단부가 상하 방향으로 이동 가능한 제1상완회전부(700);를 더 포함할 수 있다.
제1상완고정부(600)는 일단부가 제1연장링크(400)의 타단부에 상하 방향으로 연장된 제4회전축을 기준으로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 즉, 제1상완고정부(600)는 제1연장링크(400)의 타단부에서 측방으로 회전됨으로써 타단부가 전방 또는 후방으로 이동될 수 있다.
제1상완회전부(700)는 제1상완고정부(600)의 타단부에 상하 방향으로 회전 가능하게 결합될 수 있다. 제5회전축은 지면과 나란한 평면 방향으로 연장되고, 지면에 수직한 제4회전축에 수직한 방향으로 어긋날 수 있다. 제5회전축은 제1상완고정부(600)의 제4회전축을 기준으로 하는 회전에 의해 연장 방향이 가변될 수 있고, 측방으로 연장되거나 전후 방향으로 연장되거나, 또는 측방과 전후 방향 사이에서 비스듬하게 연장될 수 있다.
제1상완회전부(700)는 제5회전축을 기준으로 제1상완고정부(600)에 회전 가능하게 결합될 수 있고, 제1상완회전부(700)가 제1상완고정부(600)를 기준으로 회전됨에 따라 제1상완회전부(700) 내부의 별도 구성에 의해 회전력이 발생될 수 있다. 별도 구성은 탄성체를 이용하여 탄성력을 발생시킴으로써 제1상완회전부(700)를 회전시키는 회전력을 발생시킬 수 있다.
특히, 제1상완회전부(700)의 타단부가 상방으로 이동되는 방향으로 제1상완회전부(700)가 회전되도록 회전력이 발생될 수 있다.
제1상완회전부(700)에는 상완의 하부로 연장되어 상완을 지지하는 연장부(710)가 형성될 수 있다.
연장부(710)는 제1상완회전부(700)의 타단부에서 착용자의 상완을 감싸도록 형성될 수 있다. 특히, 연장부(710)는 착용자의 상완을 하부에서 감싸도록 상완의 하부로 연장될 수 있고, 이에 따라 상완을 상방으로 회전시키는 지지력을 상완에 인가할 수 있다.
본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 베이스 200 : 고정링크
310 : 제1회전링크 320 : 제2회전링크
400 : 제1연장링크 500 : 제1연결부
600 : 제1상완고정부 700 : 제1상완회전부

Claims (13)

  1. 착용자의 몸통에 고정되는 베이스;
    일단부가 상하 방향으로 연장된 제1회전축을 기준으로 베이스에 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 베이스를 기준으로 회전됨에 따라 전후 방향으로 이동되도록 착용자의 일측 방향으로 연장된 제1회전링크;
    착용자의 배면에 위치된 일단부에서 착용자의 일측 방향으로 연장되면서 전방으로 절곡되어 타단부가 착용자의 측면에 위치된 제1연장링크;
    일단부가 전후 방향으로 연장된 제2회전축을 기준으로 제1회전링크의 타단부에 회전 가능하게 결합되고, 타단부가 전후 방향으로 연장된 제3회전축을 기준으로 제1연장링크의 일단부에 회전 가능하게 결합되며, 제1연장링크가 제1회전링크와 나란한 상태로 상하 방향 또는 측방으로 제1회전링크에 상대 이동되도록 연결하는 제1연결부; 및
    일단부가 제1연장링크의 타단부에 상하 방향으로 연장된 제4회전축을 기준으로 회전 가능하게 결합되고, 착용자의 일측 상완과 연결된 제1상완고정부;를 포함하는 착용식 근력 보조 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    착용자의 배면에 위치되면서 착용자에 고정되고, 착용자의 상하 방향으로 연장된 고정링크;를 더 포함하고,
    베이스는 고정링크에 고정되도록 결합된 것을 특징으로 하는 착용식 근력 보조 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    제1회전링크의 일단부는 착용자의 타측 방향으로 연장되어 베이스의 중심을 기준으로 착용자의 타측에서 베이스에 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 착용식 근력 보조 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    일단부가 상하 방향으로 연장된 회전축을 기준으로 베이스에 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 베이스를 기준으로 회전됨에 따라 착용자의 전후 방향으로 이동되도록 착용자의 타측 방향으로 연장된 제2회전링크;를 더 포함하고,
    제2회전링크는 착용자의 일측으로 연장되어 일단부가 베이스의 중심을 기준으로 착용자의 일측에서 베이스에 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 착용식 근력 보조 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    제1회전링크의 일단부는 고정링크를 기준으로 착용자의 타측에 위치되고, 제2회전링크의 일단부는 고정링크를 기준으로 착용자의 일측에 위치되며,
    제1회전링크 및 제2회전링크는 서로 상하 방향으로 이격된 상태로 베이스에 각각 회전 가능하게 결합된 것을 특징으로 하는 착용식 근력 보조 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    제1회전링크의 일단부와 베이스 사이에 위치되고, 제1회전링크의 타단부가 착용자의 배면에 밀착되는 방향으로 제1회전링크를 회전시키는 회전력을 제1회전링크의 일단부에 인가하는 제1회전탄성체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착용식 근력 보조 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    제1연결부에는 양단부가 제1회전링크 및 제1연장링크에 각각 결합된 제1절곡링크 및 양단부가 제1절곡링크의 양단부와 각각 이격된 위치에서 제1회전링크 및 제1연장링크에 각각 결합된 제2절곡링크가 포함된 것을 특징으로 하는 착용식 근력 보조 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    양단부가 제1회전링크 및 제1연장링크에 각각 결합되고, 제1연장링크가 제1회전링크를 기준으로 상방 또는 외측방으로 이동되도록 탄성력을 인가하는 제1인장탄성체;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착용식 근력 보조 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    제1연결부에는 양단부가 제1회전링크 및 제1연장링크에 각각 결합된 제1절곡링크 및 양단부가 제1절곡링크의 양단부와 각각 이격된 위치에서 제1회전링크 및 제1연장링크에 각각 결합된 제2절곡링크가 포함되고,
    제1절곡링크 및 제2절곡링크는 제1인장탄성체와 이격된 상태로 연장되며, 제1인장탄성체의 양단부는 제1절곡링크가 제1회전링크에 결합된 위치 및 제2절곡링크가 제1연장링크에 결합된 위치에서 제1회전링크 및 제1연장링크에 각각 결합된 것을 특징으로 하는 착용식 근력 보조 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    양단부가 제1회전링크 및 제1연장링크에 각각 결합되고, 제1연장링크가 제1회전링크를 기준으로 상방 또는 외측방으로 이동되도록 탄성력을 인가하는 제1인장탄성체;를 더 포함하며,
    제1인장탄성체는 제1절곡링크 및 제2절곡링크의 사이에 위치되고,
    제1절곡링크는 제1회전링크에 결합된 위치에서 제1인장탄성체의 외측으로 절곡되면서 제1인장탄성체가 연장된 방향으로 연장되며,
    제2절곡링크는 제1연장링크에 결합된 위치에서 제1인장탄성체의 외측으로 절곡되면서 제1인장탄성체가 연장된 방향으로 연장된 것을 특징으로 하는 착용식 근력 보조 장치.
  11. 청구항 1에 있어서,
    제1연장링크는 측방 또는 전후 방향으로 길이가 가변 가능하도록 슬라이딩되는 것을 특징으로 하는 착용식 근력 보조 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상완의 외측에서 상완과 나란한 방향으로 연장되고, 일단부가 지면과 나란한 방향으로 연장된 제5회전축을 기준으로 제1상완고정부에 회전 가능하게 결합되어 타단부가 상하 방향으로 이동 가능한 제1상완회전부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 착용식 근력 보조 장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    제1상완회전부에는 상완의 하부로 연장되어 상완을 지지하는 연장부가 형성된 것을 특징으로 하는 착용식 근력 보조 장치.
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