KR20220003370A - Wearable assisting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 착용형 보조장치에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 착용형 보조장치 착용자의 상체의 폭, 상체 신장 및 상체 몸통 두께에 대응하여 착용형 보조장치의 상부 구조의 크기를 조절 가능하도록 하여 착용자의 신체 사이즈별로 보조장치를 제작, 유지 및 보수하는 부담과 비용을 크게 낮출 수 있는 착용형 보조장치에 관한 것이다. The present invention relates to a wearable assistive device. More specifically, the present invention makes it possible to adjust the size of the upper structure of the wearable auxiliary device according to the width, upper body height, and upper body thickness of the wearable auxiliary device wearer, so that the auxiliary device is manufactured according to the wearer's body size, It relates to a wearable assistive device that can significantly reduce the burden and cost of maintenance and repair.
최근 일상 생활이 불가능한 신체능력을 가진 장애인, 환자 또는 노약자를 위한 착용형 보조장치 또는 체력이나 신체능력을 강화하기 위한 산업용 또는 군사용 착용형 보조장치의 개발이 진행되고 있다.Recently, the development of wearable assistive devices for the disabled, patients, or the elderly with physical abilities that are impossible for daily living, or industrial or military wearable assistive devices to enhance physical strength or physical ability is in progress.
장애인, 환자 또는 노약자를 위한 착용형 보조장치의 경우에는 신체 능력, 요구되는 보조력의 크기 또는 역할에 따라 완전마비 장애인용 착용형 보조장치와 노약자 또는 부분마비 환자 또는 장애인용 착용형 보조장치로 분류될 수 있다.In the case of wearable assistive devices for the disabled, patients, or the elderly, they are classified into wearable assistive devices for the paralyzed disabled and wearable assistive devices for the elderly or partially paralyzed or disabled depending on their physical ability and the size or role of assistive force required. can be
이러한 착용형 보조장치의 경우, 배터리와 컨트롤러 등이 구비되며 착용자의 등에 장착되는 본체, 각각의 관절을 구동하기 위한 고관절 및 슬관절에 장착되는 관절 구동기, 각각의 관절 구동기에 연결되고 착용자의 대퇴 또는 하퇴를 지지하기 위한 지지유닛을 포함하는 형태가 주를 이루고 있다.In the case of such a wearable auxiliary device, a main body equipped with a battery and a controller and mounted on the wearer's back, a joint actuator mounted on the hip and knee joints for driving each joint, and connected to each joint actuator, the wearer's thigh or lower leg It mainly consists of a form including a support unit for supporting the.
착용자의 신장, 골반폭 또는 몸통의 두께 등은 다양하며, 일반적으로 장애인용 또는 재활용 착용형 보조장치의 경우 착용자의 신체 사이즈에 대응하여 로봇의 뼈대 역할을 하는 구조물을 별도로 제작하는 경우가 많아 비용이 크게 증가하고, 로봇 제조사의 유지 보수의 측면에서도 다양한 사이즈의 부품을 별도로 관리하여야 하는 부담이 크다.The wearer's height, pelvic width, or body thickness vary, and in general, in the case of a wearable assistive device for the disabled or recycled, a structure that acts as a skeleton of the robot is often separately manufactured in response to the wearer's body size, so the cost is high. In terms of maintenance of robot manufacturers, the burden of separately managing parts of various sizes is high.
본 발명은 착용형 보조장치 착용자의 상체의 폭, 상체 신장 및 상체 몸통 두께에 대응하여 착용형 보조장치의 상부 구조의 크기를 조절 가능하도록 하여 착용자의 신체 사이즈별로 보조장치를 제작, 유지 및 보수하는 부담과 비용을 크게 낮출 수 있는 착용형 보조장치를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.The present invention makes it possible to adjust the size of the upper structure of the wearable assistive device in response to the wearer's upper body width, upper body height, and upper body thickness to manufacture, maintain and repair the assistive device for each wearer's body size. It is a task to be solved to provide a wearable assistive device that can significantly lower the burden and cost.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 제어신호를 제공하는 컨트롤러 및 전원 제공을 위한 배터리를 포함하는 본체부; 상기 본체부가 후방에 장착되며, 착용자의 허리 영역을 감싸며 장착되고, 착용자의 허리 측면 영역으로 연장되는 몸체유닛; 착용자의 고관절 측면 영역으로 연장된 상기 몸체유닛 양 단부에 장착되는 한 쌍의 고관절 구동기; 및, 상기 고관절 구동기에 의하여 구동되며, 착용자의 대퇴에 회전 보조력을 제공하는 대퇴 지지유닛;을 포함하고, 상기 몸체유닛은 상기 본체부가 후방에 장착된 상태로 착용자의 등판 영역으로 연장되는 등판부, 착용자의 허리 영역을 감싸며 고관절 영역으로 연장되고 고관절 구동기가 장착되는 한 쌍의 연장부 및 상기 착용자의 몸통 크기에 대응하여 상기 연장부의 간격과 상기 연장부에 대한 상기 본체부의 높이가 연동되어 함께 조절되는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용형 보조장치를 제공할 수 있다.In order to solve the above problems, the present invention provides a controller for providing a control signal and a main body including a battery for providing power; a body unit mounted on the rear side of the body part, mounted to surround the wearer's waist region, and extending to the wearer's waist side region; a pair of hip joint actuators mounted on both ends of the body unit extending to the side area of the wearer's hip joint; and a femoral support unit that is driven by the hip actuator and provides rotational assisting force to the wearer's thigh, wherein the body unit includes a back plate extending to the wearer's back plate area with the body part mounted at the rear. , a pair of extension parts that surround the wearer's waist region and extend to the hip joint region and to which the hip joint actuator is mounted, and the distance between the extension parts and the height of the body part with respect to the extension parts are interlocked to adjust together in response to the size of the wearer's torso It is possible to provide a wearable auxiliary device, characterized in that it includes a driving unit.
또한, 상기 몸체유닛의 구동부는 한 쌍의 상기 연장부를 수평방향으로 연결하는 스크류, 한 쌍의 상기 연장부 중 제1 연장부에 구비되어 상기 스크류가 관통 체결되는 스크류 너트, 한 쌍의 연장부와 상기 등판부를 각각 연결하며 회전 가능하게 장착되는 복수 개의 회전암을 구비하고, 제2 연장부에서 상기 스크류를 회전시키면 상기 회전암이 회전하여 한 쌍의 연장부의 간격 및 상기 연결부에 대한 상기 등판부의 높이가 조절될 수 있다.In addition, the driving unit of the body unit includes a screw for connecting a pair of the extension parts in a horizontal direction, a screw nut provided in a first extension part of the pair of extension parts and through which the screw is fastened, a pair of extension parts and A plurality of rotating arms connected to each of the backing parts and mounted rotatably are provided, and when the screw is rotated in the second extension, the rotating arms are rotated so that the distance between the pair of extensions and the height of the backing part with respect to the connecting parts is provided. can be adjusted.
그리고, 복수 개의 상기 회전암은 상기 등판부와 한 쌍의 연장부를 각각 대칭되도록 연결하며, 복수 개의 회전암이 수평방향으로 회전 또는 등판부를 중심으로 일직선이 되도록 회전되면, 상기 연장부의 간격이 증가되고, 상기 연장부에 대한 상기 본체부의 높이가 증가될 수 있다.In addition, the plurality of rotary arms connect the back plate part and the pair of extension parts symmetrically to each other, and when the plurality of rotary arms rotate in a horizontal direction or rotate to become a straight line centering on the back plate part, the distance between the extension parts is increased, and , the height of the body part with respect to the extension part may be increased.
여기서, 복수 개의 상기 회전암은 상기 등판부와 한 쌍의 연장부를 각각 대칭되도록 연결하며, 회전암이 V자 형태로 회전되면, 상기 연장부의 간격 및 상기 연장부에 대한 상기 본체부의 높이가 감소될 수 있다.Here, the plurality of rotary arms connect the back plate portion and the pair of extension portions symmetrically to each other, and when the rotary arm rotates in a V-shape, the distance between the extension portions and the height of the body portion with respect to the extension portion may be reduced. can
이 경우, 상기 제1 연장부 및 상기 제2 연장부와 상기 등판부를 각각 연결하는 회전암은 각각 복수 개가 평행하게 구비될 수 있다.In this case, a plurality of rotating arms connecting the first and second extensions and the back plate may be provided in parallel, respectively.
또한, 상기 몸체유닛의 구동부를 구성하는 스크류의 일단은 상기 제1 연장부의 스크류 너트에 체결되고, 스크류의 타단은 상기 제2 연장부에서 상기 스크류를 회전시키기 위한 회전축을 구비한 회전노브와 베벨기어를 매개로 체결될 수 있다.In addition, one end of the screw constituting the driving part of the body unit is fastened to the screw nut of the first extension part, and the other end of the screw has a rotary knob and a bevel gear having a rotation shaft for rotating the screw in the second extension part It can be concluded through
그리고, 상기 회전노브는 상기 등판부 후방으로 노출되도록 장착될 수 있다.In addition, the rotary knob may be mounted to be exposed to the rear of the back plate.
여기서, 한 쌍의 상기 연장부는 상기 회전암 및 상기 스크류 너트가 장착되는 고정부재, 상기 고정부재에 체결되고 고관절 영역으로 연장되는 연장 프레임, 상기 연장 프레임의 단부에 체결되며, 고관절 구동기가 장착되는 구동기 장착부재를 더 구비하고, 상기 구동기 장착부재는 전후방으로 진퇴 가능하게 장착될 수 있다.Here, the pair of extension parts are a fixing member to which the rotary arm and the screw nut are mounted, an extension frame fastened to the fixing member and extending to the hip joint region, and an actuator fastened to an end of the extension frame and mounted with a hip joint actuator. Further comprising a mounting member, the actuator mounting member may be mounted so as to move forward and backward.
이 경우, 상기 연장 프레임에 장착된 상기 구동기 장착부재는 착용자의 상체 몸통 두께에 대응하여 상기 연장 프레임에 장착된 상기 구동기 장착부재의 위치를 전후방으로 조절 가능할 수 있다.In this case, the actuator mounting member mounted on the extension frame may be capable of adjusting the position of the actuator mounting member mounted on the extension frame forward and backward in response to the thickness of the upper body of the wearer.
또한, 상기 연장부를 구성하는 상기 구동기 장착부재는 각각 스크류 너트를 구비하고, 상기 연장 프레임에 상기 스크류 너트에 체결되는 스크류 및 상기 스크류에 베벨기어를 매개로 체결되는 회전축을 구비한 회전노브를 구비하며, 상기 회전 노브를 회전시키면 상기 연장 프레임에 대해 상기 구동기 장착부재가 진퇴 변위될 수 있다.In addition, each of the actuator mounting members constituting the extension includes a screw nut, and a screw fastened to the screw nut to the extension frame and a rotary knob having a rotating shaft fastened to the screw via a bevel gear as a medium, , When the rotation knob is rotated, the actuator mounting member may be displaced forward and backward with respect to the extension frame.
본 발명에 따른 착용형 보조장치에 의하면, 착용형 보조장치 착용자의 상체의 폭, 상체 신장 및 상체 몸통 두께에 대응하여 착용형 보조장치의 상부 구조의 크기를 조절할 수 있다.According to the wearable auxiliary device according to the present invention, the size of the upper structure of the wearable auxiliary device can be adjusted according to the width of the upper body of the wearer of the wearable auxiliary device, the upper body height and the upper body thickness.
또한, 본 발명에 따른 착용형 보조장치에 의하면, 착용형 보조장치의 상부 구조의 크기를 조절할 수 있으므로, 착용자의 신체 사이즈별로 착용형 보조장치를 제작, 유지 및 보수하는 부담과 비용을 크게 낮출 수 있으며, 착용자의 보조장치 사용중 착용형 보조장치의 사이즈의 미세조정이 가능하므로 착용자별 최적의 피팅을 제공할 수 있다.In addition, according to the wearable auxiliary device according to the present invention, since the size of the upper structure of the wearable auxiliary device can be adjusted, the burden and cost of manufacturing, maintaining and repairing the wearable auxiliary device for each body size of the wearer can be greatly reduced. In addition, since the size of the wearable auxiliary device can be finely adjusted while the wearer's auxiliary device is in use, it is possible to provide an optimal fitting for each wearer.
도 1은 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 정면 사시도를 도시하며, 도 2는 도 1에 도시된 착용형 보조장치의 후면 사시도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 착용형 보조장치를 구성하는 몸체유닛의 후면도를 도시하며, 도 4는 도 3에 도시된 몸체유닛의 양방향 사시도를 도시한다.
도 5는 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 동작 상태 변화를 전방에서 도시하며, 도 6은 도 5에 도시된 착용형 보조장치의 동작 상태 변화를 후방에서 도시한다.
도 7은 본 발명에 따른 착용형 보조장치의 동작 상태 변화를 착용형 보조장치의 측면에서 도시한다.1 shows a front perspective view of a wearable auxiliary device according to the present invention, and FIG. 2 shows a rear perspective view of the wearable auxiliary device shown in FIG. 1 .
3 shows a rear view of the body unit constituting the wearable auxiliary device according to the present invention, and FIG. 4 shows a bidirectional perspective view of the body unit shown in FIG. 3 .
5 shows a change in the operating state of the wearable auxiliary device according to the present invention from the front, and FIG. 6 shows a change in the operating state of the wearable auxiliary device shown in FIG. 5 from the rear.
7 illustrates a change in the operating state of the wearable auxiliary device according to the present invention from the side of the wearable auxiliary device.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosed subject matter may be thorough and complete, and the spirit of the invention may be sufficiently conveyed to those skilled in the art. Like reference numbers refer to like elements throughout.
도 1은 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)의 정면 사시도를 도시하며, 도 2는 도 1에 도시된 착용형 보조장치(1000)의 후면 사시도를 도시한다. 1 is a front perspective view of a wearable
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 명세서에서 상기 착용형 보조장치(1000)은 장애인, 노약자 또는 환자(이하, '착용자'라 함)의 하체에 착용하여, 보행 동작을 보조하는 로봇일 수 있다. 여기서 보행 동작을 보조한다는 의미는 하체의 운동 기능이 일부 존재하는 착용자의 독립적인 보행을 가능하도록 고관절과 슬관절에 부족한 근력 등을 보전하기 위한 구동력을 제공한다는 의미이다.1 and 2 , in the present specification, the wearable
상기 착용형 보조장치는 제어신호를 제공하는 컨트롤러 및 전원 제공을 위한 배터리를 포함하는 본체부(500); 상기 본체부가 후방에 장착되며, 착용자의 허리 영역을 감싸며 장착되고, 착용자의 고관절 측면 영역으로 연장되는 몸체유닛(400); 착용자의 고관절 측면 영역으로 연장된 상기 몸체유닛(400) 양 단부에 장착되는 한 쌍의 고관절 구동기(100a, 100b); 상기 고관절 구동기에 의하여 구동되며, 착용자의 대퇴에 회전 보조력을 제공하는 대퇴 지지유닛(200a, 200b); 상기 대퇴 지지유닛 단부에 장착되는 한 쌍의 슬관절 구동기(100c, 100d); 상기 슬관절 구동기에 의하여 구동되며, 착용자의 대퇴에 회전 보조력을 제공하는 하퇴 지지유닛(200c, 200d); 및, 상기 하퇴 지지유닛의 단부에 장착되어, 착용자의 발을 지지하는 한 쌍의 족유닛(300a, 300b);을 포함하여 구성될 수 있다.The wearable auxiliary device includes: a
상기 착용형 보조장치(1000)은 착용자의 등판 후방에 배치되는 본체부(500)와, 상기 본체부(500)에서 아래로 연장되어 착용자의 각각의 다리를 지지하는 한 쌍의 다리 유닛을 포함할 수 있다.The wearable
상기 본체부(500)는 몸체유닛(400)에 장착되며, 한 쌍의 다리 유닛 역시 몸체유닛(400) 양단에 장착될 수 있다.The
여기서, 상기 다리 유닛은 고관절과 슬관절에 각각 구비되어 대퇴와 하퇴에 보조 토크를 제공하여 착용자의 독립 보행을 보조할 수 있다.Here, the leg unit may be provided at the hip joint and the knee joint, respectively, and provide auxiliary torque to the thigh and lower leg to assist the wearer's independent walking.
따라서, 각각의 다리 유닛의 고관절과 슬관절 대응영역에는 구동 토크 제공을 위한 구동장치가 구비될 수 있다. 각각의 구동장치는 각각 구동모터를 구비하는 관절 구동기(100)로 구성될 수 있다. Accordingly, a driving device for providing a driving torque may be provided in a region corresponding to the hip joint and the knee joint of each leg unit. Each driving device may be composed of a
각각의 다리유닛은 한 쌍의 고관절 구동기(100a, 100b), 각각 한 쌍의 고관절 구동기(100a, 100b)에 연결되어 착용자의 대퇴를 지지 또는 보조하는 한 쌍의 대퇴 지지유닛(200a, 200b), 한 쌍의 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 하단에 연결되는 한 쌍의 슬관절 구동기(100c, 100d), 한 쌍의 슬관절 구동기(100c, 100d)에 연결되어 착용자의 하퇴를 지지 또는 보조하는 한 쌍의 하퇴 지지유닛(200c, 200d) 그리고 각각의 하퇴 지지유닛(200c, 200d) 하단에 연결되며 착용자의 발을 지지하는 한 쌍의 족유닛(300a, 300b)을 포함하여 구성될 수 있다.Each leg unit is connected to a pair of hip joint actuators (100a, 100b), respectively, a pair of hip joint actuators (100a, 100b) to support or assist the wearer's thigh (200a, 200b), A pair of knee joint actuators (100c, 100d) connected to the bottom of a pair of femoral support units (200a, 200b), a pair of knee joint actuators (100c, 100d) connected to a pair of supporting or assisting the lower leg of the wearer The lower leg support unit (200c, 200d) and each lower leg support unit (200c, 200d) is connected to the lower end and may be configured to include a pair of foot units (300a, 300b) for supporting the wearer's feet.
상기 관절 구동기(100a, 100b, 100c, 100d)를 착용자의 고관절과 슬관절 관절부위에 각각 설치할 수 있으며, 골반과 대퇴가 만나는 부위에 고관절 구동기(100a, 100b)가 설치되고, 대퇴와 하퇴 경계의 무릎 부위에 슬관절 구동기(100c, 100d)가 설치될 수 있다. 도 1 및 도 2에 도시된 착용형 보조장치(1000)는 착용자의 고관절과 슬관절에만 관절 구동기(100)가 구비되는 예가 도시되었으나, 필요에 따라 발목관절에도 별도의 구동장치를 구비할 수 있다.The
그리고, 각각의 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 및 하퇴 지지유닛(200c, 200d)에는 착용자의 대퇴와 하퇴를 대퇴 지지유닛(200a, 200b) 및 하퇴 지지유닛(200c, 200d)에 고정하기 위한 적어도 하나의 착용유닛(600)를 구비할 수 있으며, 각각의 관절 구동기(100)에서 제공되는 구동력은 결국 착용유닛(600)를 통해 착용자의 대퇴 또는 하퇴에 전달되어 독립 보행을 보조하게 될 수 있다.And, each of the femoral support units (200a, 200b) and the lower leg support units (200c, 200d) has the wearer's thighs and lower thighs at least for fixing to the femoral support units (200a, 200b) and the lower leg support units (200c, 200d). One wearing
이와 같은 한 쌍의 다리유닛은 착용자의 측면을 따라 배치되고, 전술한 상기 본체부(500)는 착용자의 상체 등판 후방에 배치되므로, 상기 몸체유닛(400)을 통해 상기 본체부가 후방에 장착되며, 상기 몸체유닛(400)은 착용자의 허리 영역을 감싸며 장착되고, 상기 몸체유닛(400)의 양단은 착용자의 허리 측면 영역으로 연장 구성될 수 있다.Such a pair of leg units is arranged along the side of the wearer, and since the above-mentioned
이와 같은 착용형 로봇은 착용자의 신체 사이즈에 제조될 수도 있으나, 사용자 또는 제조사의 용 부담이 증대될 수 있다.Such a wearable robot may be manufactured to the size of the wearer's body, but the burden on the user or the manufacturer may be increased.
특히, 착용자의 신장 또는 체중과 비례하여 고관절 및 등판의 위치가 변경되므로, 그에 따라 몸체유닛(400)의 크기와 본체의 위치 등이 조절되어야 한다.In particular, since the positions of the hip joint and the back plate are changed in proportion to the height or weight of the wearer, the size of the
따라서, 본 발명은 로봇 착용자의 상체 크기에 따라 본체 및 고관절의 위치를 용이하게 조절 가능한 착용형 보조장치(1000)를 제안하며, 도 3 이하를 참조하여 상세하게 설명한다.Accordingly, the present invention proposes a wearable
도 3는 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)를 구성하는 몸체유닛(400)의 후면도를 도시하며, 도 4은 도 3에 도시된 몸체유닛(400)의 양방향 사시도를 도시한다.3 shows a rear view of the
상기 몸체유닛(400)은 상기 본체부가 후방에 장착된 상태로 착용자의 등판 영역으로 연장되는 등판부(410), 착용자의 허리 영역을 감싸도록 연장되고, 고관절 구동기가 장착되는 한 쌍의 연장부(450a, 450b) 및 상기 착용자의 몸통 크기에 대응하여 상기 연장부(450a, 450b)의 폭과 상기 연장부(450a, 450b)에 대한 상기 본체부의 높이가 연동되어 함께 조절되는 구동부(430)를 포함하여 구성될 수 있다.The
상기 등판부(410)는 본체부가 장착되는 영역으로 착용자의 허리 부분에서 등판 부분으로 연장되는 형태로 구성될 수 있고, 상기 연장부(450a, 450b)는 한 쌍이 고관절 구동기가 장착되도록 착용자의 후방에서 고관절 영역으로 연장되어 구성될 수 있다.The
그리고, 상기 등판부(410)와 상기 연장부(450a, 450b)는 구동부(430)를 통해 연결되며, 상기 구동부(430)는 상기 착용자의 몸통 크기에 대응하여 상기 연장부(450a, 450b)의 폭과 상기 연장부(450a, 450b)에 대한 상기 본체부의 높이가 연동되어 함께 조절하는 기능을 제공할 수 있다.And, the
구체적으로, 상기 몸체유닛(400)의 구동부(430)는 한 쌍의 상기 연장부(450a, 450b)를 수평방향으로 연결하는 스크류(431), 한 쌍의 상기 연장부(450a, 450b) 중 제1 연장부(450a)에 구비되어 상기 스크류(431)가 관통 체결되는 스크류 너트(432), 한 쌍의 연장부(450a, 450b)와 상기 등판부(410)를 연결하며 각각 회전 가능하게 장착되는 복수 개의 회전암(433)을 구비하고, 제2 연장부(450b)에서 상기 스크류(431)의 회전에 따라 회전암(433)이 회전하여 한 쌍의 연장부(450a, 450b)의 간격 및 상기 연장부(450a, 450b)에 대한 상기 등판부(410)의 높이가 조절되는 특징을 갖는다.Specifically, the
상기 한 쌍의 연장부(450a, 450b)의 간격 및 상기 연장부(450a, 450b)에 대한 상기 등판부(410)의 높이가 조절되는 방법에 대한 상세한 설명은 뒤로 미룬다.A detailed description of a method for adjusting the distance between the pair of
상기 구동부(430)를 구성하는 스크류(431)는 볼스크류 방식으로 스크류 너트(432)에 체결되어 회전시 제1 연장부(450a)와 제2 연장부(450b)의 간격을 가변시키는 구조를 갖는다.The
그리고, 복수 개의 회전암(433)은 각각 제1 연장부(450a)와 등판부(410), 등판부(410)와 제2 연장부(450b)를 연결하도록 하여, 한 쌍의 연장부(450a, 450b) 간의 간격 변화에 대응하여 상기 연장부(450a, 450b)에 대한 상기 등판부(410)의 높이가 조절되도록 할 수 있다. 여기서, 상기 제1 연장부(450a) 및 상기 제2 연장부(450b)와 상기 등판부(410)를 각각 연결하는 회전암(433)은 각각 복수 개가 평행하게 구비될 수 있다. 평행하게 장착되는 회전암은 상하 방향 및/또는 전후 방향으로 복수 개씩 구비되어 안정적 크기조절을 가능하게 할 수 있다.In addition, the plurality of
복수 개의 상기 회전암(433)은 상기 등판부(410)와 한 쌍의 연장부를 각각 대칭되도록 연결하며, 복수 개의 회전암이 수평방향으로 회전 또는 등판부(450a, 450b)를 중심으로 일직선이 되도록 회전되면, 상기 연장부의 간격이 증가되고, 상기 연장부에 대한 상기 본체부의 높이가 증가되고, 상기 회전암(433)은 상기 등판부(410)와 한 쌍의 연장부(450a, 450b)를 각각 연결하며, 회전암(433)이 V자 형태로 회전되면, 상기 연장부(450a, 450b)의 간격 및 상기 연장부(450a, 450b)에 대한 상기 본체부의 높이가 감소되도록 할 수 있다.The plurality of
상기 등판부(410)와 각각의 연장부(450a, 450b)를 연결하는 회전암(433)은 복수 개가 구비될 수 있다.A plurality of
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 연장부(450a) 및 제2 연장부(450b)는 각각의 상기 등판부(410)와 상하로 복수 개의 회전암(433)으로 각각 연결되어 각각의 연장부(450a, 450b)의 의도하지 않은 내전 또는 외전 그리고 스크류(431) 회전시 비틀림을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 3 and 4 , the
그리고, 상기 몸체유닛(400)의 구동부(430)를 구성하는 스크류(431)의 일단은 상기 제1 연장부(450a)의 스크류 너트(432)에 체결되고, 스크류(431)의 타단은 제2 연장부(450b)에서 상기 스크류(431)를 회전시키기 위한 회전노브(434)와 베벨기어(433)를 통해 체결될 수 있다.And, one end of the
그리고, 한 쌍의 상기 연장부(450a, 450b)는 상기 회전암(433) 및 상기 스크류 너트(432)가 장착되는 고정부재(431), 상기 고정부재(431)에 체결되고 고관절 영역으로 연장되는 연장 프레임(452), 상기 연장 프레임(452)의 단부에 체결되며, 관절 구동기가 장착되는 구동기 장착부재(456)를 구비할 수 있다.In addition, the pair of
또한, 상기 연장부(450a, 450b)는 상기 고정부재(451) 전방에 착용자의 허리 또는 고관절을 감싸기 위한 커버부재(458)를 더 구비하여 착용자의 신체와 접촉되는 부위를 부드럽게 감쌀 수 있다.In addition, the
여기서, 한 쌍의 상기 연장부(450a, 450b)를 구성하는 구동기 장착부재(456)는 착용자의 상체 몸통 두께에 대응하여 고관절 구동기의 위치가 가변되도록 전방 또는 후방으로 진퇴 가능하게 상기 연장 프레임(452)에 장착될 수 있다.Here, the
구체적으로, 상기 구동기 장착부재(456)는 각각 스크류 너트(457)를 구비하고, 상기 연장 프레임(452)에 상기 스크류 너트(457)에 체결되는 스크류(455) 및 상기 스크류(455)에 베벨기어(454)를 매개로 체결되는 회전축을 구비한 회전노브(453)가 구비될 수 있다.Specifically, each of the
이와 같은 몸체유닛의 구조를 통해 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)는 몸체유닛(400)을 구성하는 한 쌍의 연장부(450a, 450b)의 간격에 따라 등판부(410)와 연장부(450a, 450b)의 높이차가 함께 연동되어 조절이 가능하고, 착용자의 몸체의 두께에 따라 고관절 구동기의 위치를 전방 또는 후방으로 변경이 가능한 구조를 가질 수 있다.Through the structure of the body unit as described above, the wearable
도 5는 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)의 동작 상태 변화를 전방에서 도시하며, 도 6는 도 5에 도시된 착용형 보조장치(1000)의 동작 상태 변화를 후방에서 도시한다.5 shows a change in the operating state of the wearable
도 5(a) 및 도 6(a)에 도시된 상태는 상기 구동부(430)를 구성하는 스크류(431)를 몸체유닛 후방으로 설치된 회전노브(434, 도 2내지 도 4 참조)를 통해 회전시켜 한 쌍의 연결부의 간격이 감소되도록 하면, 상기 구동부(430)를 구성하는 복수 개의 회전암(433)은 상기 등판부(410)와 한 쌍의 연장부(450a, 450b)를 각각 연결하며, 상기 회전암(433)이 V자 형태가 되도록 회전되고, 상기 연장부(450a, 450b)의 간격(w1) 및 상기 연장부(450a, 450b)에 대한 상기 등판부(410)의 높이가 차이(h1)가 감소되어 상대적으로 체격이 작은 착용자의 골반 폭과 상체 신장에 대응하여 착용형 보조장치(1000)의 크기를 조절할 수 있다.5 (a) and 6 (a) by rotating the
반대로, 도 5(b) 및 도 6(b)에 도시된 상태는 상기 구동부(430)를 구성하는 스크류(431)를 회전노브(434, 도 2내지 도 4 참조)를 통해 회전시켜 한 쌍의 연장부(450a, 450b)의 간격이 증가되도록 하면, 상기 구동부(430)를 구성하는 복수 개의 회전암(433)은 상기 등판부(410)와 한 쌍의 연장부(450a, 450b)를 각각 연결하며, 복수 개의 회전암(433)이 수평하게 되도록 회전되고, 상기 연장부(450a, 450b)의 간격(w2) 및 상기 연장부(450a, 450b)에 대한 상기 등판부(410)의 높이 차이(h2)가 증가되어 상대적으로 체격이 큰 착용자의 골반 폭과 상체 신장에 대응하여 착용형 보조장치(1000)의 크기를 조절할 수 있다.Conversely, in the state shown in FIGS. 5(b) and 6(b), the
이 경우, 상기 회전노브(434, 도 2내지 도 4 참조)를 통한 스크류(431) 회전시 한 쌍의 연장부(450a, 450b)는 각각 도 5(b) 및 도 6(b)에 도시된 화살표 방향으로 변위되며, 착용자의 고관절 폭과 상체 신장에 대응하여 착용형 로봇의 크기가 조절된다.In this case, when the
또한, 착용자의 신체 사이즈와 관련하여, 고관절의 폭과 상체 신장 이외에도 상체 몸통의 두께가 착용자마다 차이가 존재한다. 상체 몸통의 두께는 고관절 구동기의 위치를 결정하는 변수가 되므로, 착용자의 고관절의 폭과 상체 신장 외에도 착용자의 상체 몸통 두께에 대응하여 착용형 보조장치(1000)의 사이즈 조절이 가능한 구조가 요구된다.In addition, with respect to the wearer's body size, in addition to the width of the hip joint and the height of the upper body, there is a difference in the thickness of the upper body for each wearer. Since the thickness of the upper body is a variable that determines the position of the hip joint actuator, a structure capable of adjusting the size of the wearable
도 7은 본 발명에 따른 착용형 보조장치(1000)의 동작 상태 변화를 착용형 보조장치(1000)의 측면에서 도시한다.7 illustrates a change in the operating state of the wearable
상기 착용형 보조장치(1000)의 몸체유닛(400)을 구성하는 한 쌍의 상기 연장부(450a, 450b)는 상기 고정부재(451, 도 3 및 도 4 참조)에 체결되고 고관절 영역으로 연장되는 연장 프레임(452), 상기 연장 프레임(452)의 단부에 체결되며 고관절 구동기가 장착되는 구동기 장착부재(456)를 더 구비하고, 상기 구동기 장착부재(456)는 전후방으로 진퇴 가능한 구조를 가질 수 있다.The pair of
상기 구동기 장착부재(456)가 전후방 진퇴 이동 가능한 구조는 상기 한 쌍의 연장부(450a, 450b)의 간격을 조절하는 방식과 마찬가지로 도 4에 도시된 바와 같이 스크류(431), 스크류 너트(432), 베벨 기어 및 회전축을 구비한 회전 노브에 의하여 구현될 수 있다. 그러나, 다른 방법으로 구성될 수도 있다.The structure in which the
따라서, 상기 연장 프레임(452)에 회전축이 장착된 회전노브(453)를 회전시키면 베벨기어(454)를 통해 스크류(431)가 구동기 장착부재(456)에 구비된 스크류 너트(457, 도 4 참조)가 구동되어 구동기 장착부재(456)를 전진 또는 후진 시킬 수 있다.Accordingly, when the
따라서, 상체 몸통 두께가 작은 착용자의 경우 상기 구동기 장착부재(456)를 도 7(a)에 도시된 바와 같이 후퇴시켜 고관절 구동기가 장착되는 구동기 장착부재(456)를 본체부 측으로 후퇴시키고, 반대로 상체 몸통 두께가 큰 착용자의 경우 상기 구동기 장착부재(456)를 도 7(b)에 도시된 바와 같이 전진시켜 고관절 구동기가 장착되는 구동기 장착부재(456)를 본체부 측으로 전진시켜 몸통 두께에 대응하여 구동기 장착부재(456)의 위치를 조절하여 고관절 구동기의 위치를 변경할 수 있다.Therefore, in the case of a wearer with a small upper body thickness, the
본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.Although the present specification has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can variously modify and change the present invention within the scope without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims described below. will be able to carry out Therefore, if the modified implementation basically includes the elements of the claims of the present invention, it should be considered that all of them are included in the technical scope of the present invention.
1000 : 착용형 보조장치
100 : 관절 구동기
200 : 대퇴 지지유닛 하퇴 지지유닛
300 : 족유닛
400 : 몸체유닛
500 : 본체부
1000: wearable auxiliary device
100: joint actuator
200: thigh support unit lower leg support unit
300: foot unit
400: body unit
500: body part
Claims (10)
상기 본체부가 후방에 장착되며, 착용자의 허리 영역을 감싸며 장착되고, 착용자의 고관절 측면 영역으로 연장되는 몸체유닛;
착용자의 고관절 측면 영역으로 연장된 상기 몸체유닛 양 단부에 장착되는 한 쌍의 고관절 구동기; 및,
상기 고관절 구동기에 의하여 구동되며, 착용자의 대퇴에 회전 보조력을 제공하는 대퇴 지지유닛;을 포함하고,
상기 몸체유닛은 상기 본체부가 후방에 장착된 상태로 착용자의 등판 영역으로 연장되는 등판부, 착용자의 허리 영역을 감싸며 고관절 영역으로 연장되고 고관절 구동기가 장착되는 한 쌍의 연장부 및 상기 착용자의 몸통 크기에 대응하여 상기 연장부의 간격과 상기 연장부에 대한 상기 본체부의 높이가 연동되어 함께 조절되는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 착용형 보조장치.a main body including a controller for providing a control signal and a battery for providing power;
a body unit mounted on the rear side of the main body, wrapped around the wearer's waist region, and extending to the wearer's hip joint side region;
a pair of hip joint actuators mounted on both ends of the body unit extending to the side area of the wearer's hip joint; and,
It is driven by the hip joint actuator, and includes a femoral support unit that provides rotational assistance to the wearer's thigh.
The body unit includes a back plate extending to the wearer's back region with the main body mounted at the rear, a pair of extension parts extending to the hip joint region surrounding the wearer's waist region and mounting a hip joint actuator, and the size of the wearer's torso. Correspondingly, the wearable auxiliary device comprising a driving unit that is adjusted together with the interval of the extension and the height of the main body with respect to the extension.
상기 몸체유닛의 구동부는 한 쌍의 상기 연장부를 수평방향으로 연결하는 스크류, 한 쌍의 상기 연장부 중 제1 연장부에 구비되어 상기 스크류가 관통 체결되는 스크류 너트, 한 쌍의 연장부와 상기 등판부를 각각 연결하며 회전 가능하게 장착되는 복수 개의 회전암을 구비하고, 제2 연장부에서 상기 스크류를 회전시키면 상기 회전암이 회전하여 한 쌍의 연장부의 간격 및 상기 연결부에 대한 상기 등판부의 높이가 조절되는 것을 특징으로 하는 착용형 보조장치.According to claim 1,
The driving unit of the body unit includes a screw for connecting a pair of the extension parts in a horizontal direction, a screw nut provided in a first extension part of the pair of extension parts and through which the screw is fastened, a pair of extension parts and the back plate and a plurality of rotating arms connected to each other and rotatably mounted, and when the screw is rotated in the second extension, the rotating arm rotates to adjust the distance between the pair of extensions and the height of the back plate with respect to the connecting portion A wearable auxiliary device, characterized in that it becomes.
복수 개의 상기 회전암은 상기 등판부와 한 쌍의 연장부를 각각 대칭되도록 연결하며, 복수 개의 회전암이 수평방향으로 회전 또는 등판부를 중심으로 일직선이 되도록 회전되면, 상기 연장부의 간격이 증가되고, 상기 연장부에 대한 상기 본체부의 높이가 증가하는 것을 특징으로 하는 착용형 보조장치.3. The method of claim 2,
The plurality of rotary arms connect the back plate part and the pair of extension parts symmetrically to each other, and when the plurality of rotary arms rotate in a horizontal direction or rotate to become a straight line centering on the back plate part, the distance between the extension parts increases, and the A wearable auxiliary device, characterized in that the height of the body portion with respect to the extension portion increases.
복수 개의 상기 회전암은 상기 등판부와 한 쌍의 연장부를 각각 대칭되도록 연결하며, 회전암이 V자 형태로 회전되면, 상기 연장부의 간격 및 상기 연장부에 대한 상기 본체부의 높이가 감소되는 것을 특징으로 하는 착용형 보조장치.3. The method of claim 2,
A plurality of the rotary arms connect the back plate portion and the pair of extension portions symmetrically, respectively, and when the rotary arm rotates in a V-shape, an interval between the extension portions and a height of the body portion with respect to the extension portion are reduced. wearable assistive devices.
상기 제1 연장부 및 상기 제2 연장부와 상기 등판부를 각각 연결하는 회전암은 각각 복수 개가 평행하게 구비되는 것을 특징으로 하는 착용형 보조장치.3. The method of claim 2,
A wearable auxiliary device, characterized in that a plurality of rotation arms connecting the first extension part and the second extension part and the back plate part, respectively, are provided in parallel.
상기 몸체유닛의 구동부를 구성하는 스크류의 일단은 상기 제1 연장부의 스크류 너트에 체결되고, 스크류의 타단은 상기 제2 연장부에서 상기 스크류를 회전시키기 위한 회전축을 구비한 회전노브와 베벨기어를 매개로 체결되는 것을 특징으로 하는 착용형 보조장치.3. The method of claim 2,
One end of the screw constituting the driving part of the body unit is fastened to the screw nut of the first extension part, and the other end of the screw is interposed between a rotation knob having a rotation shaft for rotating the screw in the second extension part and a bevel gear Wearable auxiliary device, characterized in that fastened with.
상기 회전노브는 상기 등판부 후방으로 노출되도록 장착되는 것을 특징으로 하는 착용형 보조장치.7. The method of claim 6,
The rotation knob is a wearable auxiliary device, characterized in that it is mounted to be exposed to the rear of the back plate.
한 쌍의 상기 연장부는 상기 회전암 및 상기 스크류 너트가 장착되는 고정부재, 상기 고정부재에 체결되고 고관절 영역으로 연장되는 연장 프레임, 상기 연장 프레임의 단부에 체결되며, 고관절 구동기가 장착되는 구동기 장착부재를 더 구비하고, 상기 구동기 장착부재는 전후방으로 진퇴 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 착용형 보조장치.3. The method of claim 2,
A pair of the extension parts includes a fixing member to which the rotary arm and the screw nut are mounted, an extension frame fastened to the fixing member and extending to the hip joint region, and an actuator mounting member fastened to an end of the extension frame and mounted with a hip joint actuator. Further comprising, the actuator mounting member is a wearable auxiliary device, characterized in that it is mounted so as to move forward and backward.
상기 연장 프레임에 장착된 상기 구동기 장착부재는 착용자의 상체 몸통 두께에 대응하여 상기 연장 프레임에 장착된 상기 구동기 장착부재의 위치를 전후방으로 조절 가능한 것을 특징으로 하는 착용형 보조장치.9. The method of claim 8,
The driver mounting member mounted on the extension frame is a wearable auxiliary device, characterized in that the position of the actuator mounting member mounted on the extension frame can be adjusted forward and backward according to the thickness of the upper body of the wearer.
상기 연장부를 구성하는 상기 구동기 장착부재는 각각 스크류 너트를 구비하고, 상기 연장 프레임에 상기 스크류 너트에 체결되는 스크류 및 상기 스크류에 베벨기어를 매개로 체결되는 회전축을 구비한 회전노브를 구비하며, 상기 회전 노브를 회전시키면 상기 연장 프레임에 대해 상기 구동기 장착부재가 진퇴 변위되는 것을 특징으로 하는 착용형 보조장치.10. The method of claim 9,
Each of the actuator mounting members constituting the extension includes a screw nut, and a screw fastened to the screw nut to the extension frame and a rotary knob having a rotating shaft fastened to the screw via a bevel gear as a medium, and A wearable auxiliary device, characterized in that when the rotation knob is rotated, the actuator mounting member is displaced forward and backward with respect to the extension frame.
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