KR20220102271A - 구동의 자연스러움이 향상된 피규어 관절 구조체 - Google Patents

Abstract

구동의 자연스러움이 향상된 피규어 관절 구조체가 제공된다. 피규어 관절 구조체는 상부 암, 상부 암에 회동가능하게 결합되는 하부 암, 상부 암의 전방에 배치되는 전방머슬유닛 및 상부 암의 후방에 배치되는 후방머슬유닛을 포함하고, 하부 암이 회동됨에 따라 상부 암과 하부 암이 소정의 각도로 배치되는 경우, 전방머슬유닛 및 후방머슬유닛의 적어도 일부는 상부 암에서 돌출되어 배치되는 것을 특징으로 한다.

Description

구동의 자연스러움이 향상된 피규어 관절 구조체{FIGURE JOINT STRUCTURE WITH IMPROVED DRIVING NATURALNESS}

본 발명은 구동의 자연스러움이 향상된 피규어 관절 구조체에 관한 것이다. 구체적으로, 인체 등을 모방한 피규어의 어깨부분에 부착된 팔의 구동(driving)에 따라 관절을 움직이게 하는 근육(muscle)의 움직임을 자연스럽게 표현할 수 있는 피규어 관절 구조체에 관한 것이다.

일반적으로 피규어(figure)는 영화, 만화, 게임 등에 등장하는 캐릭터나 사물, 나아가 실제 인물을 정교하게 제작한 모형을 의미한다. 피규어는 피겨, 피규어린, 피겨린(figurine) 등으로 호칭되기도 한다. 피규어는 원래의 캐릭터, 인물 등을 최대한 실제에 가깝게 모방하여 정교하게 제작된다는 점에서 장난감이나 인형 등과는 차별화된다. 피규어는 원래의 캐릭터 등을 축소하여 만드는 것이 일반적이나, 경우에 따라 원래의 캐릭터와 같은 비율로 제작하거나, 원래의 캐릭터 보다 더 크게 만들기도 한다.

전술한 바와 같이 넓은 의미의 피규어는 알려진 캐릭터나 인물 등을 정밀하게 제작한 모형을 의미하는 것으로 사용된다. 한편 좁은 의미의 피규어, 예컨대 액션 피규어(action figure)는 각 관절이 움직일 수 있도록 정교하게 설계한 것을 의미한다.

초기의 피규어는 일반적으로 플라스틱이나 밀랍, 금속 등으로 실제와 최대한 가까운 형상을 모사하는 것에 그쳤다. 그러나 최근, 액션 피규어를 포함하는 피규어는 형상뿐만 아니라 재질이나 감촉 또한 실제와 유사하게 모사하고, 나아가 관절이 구동 가능하도록 발전하고 있다.

대한민국 등록특허공보 제10-1918893호, 2018.11.14., 길이 조절이 가능한 피규어

초기의 액션 피규어, 예컨대 관절 부위가 구동하는 피규어는 2피스 내지는 3피스 수준의 부품을 조립하여 관절을 구현하였다. 예를 들어, 특허문헌 1은 길이 조절이 가능한 피규어를 개시한다. 특허문헌 1은 피규어의 팔부재를 3개의 피스로 조립하여 팔꿈치 관절을 표현한 경우를 개시한다. 그러나, 이러한 단순한 구조의 피규어는 실제와 같은 자연스러운 움직임, 특히 사람의 관절과 같은 움직임을 구현하는데 한계가 있다.

예를 들어, 사람의 팔(arm)은 어깨와 손목 사이를 말하며, 팔꿈치를 중심으로 어깨 쪽을 위팔, 손목 쪽을 아래팔이라고 한다. 팔 관절은 크게, 어깨뼈에서 팔꿈치까지 이어지는 위팔뼈, 요골(또는 노뼈, radius)과 척골(또는 자뼈, ulna)를 포함하는 아래팔뼈로 구성된다.

그리고 위팔뼈와 아래팔뼈는 다양한 근육들에 의해 둘러싸여 있다. 뼈의 앞면에 위치한 근육들은 주로 굽힘 근육으로, 대표적인 굽힘 근육으로서 위팔뼈의 전방에 배치된 상완이두근(biceps brachii)을 예시할 수 있다. 한편, 뼈의 뒷면에 위치한 근육들은 주로 폄 근육으로, 대표적인 폄 근육으로서 위팔뼈의 후방에 배치된 상완삼두근(triceps brachii)을 예시할 수 있다.

팔을 구부릴 때는 상완이두근 등의 굽힘 근육이 수축하며 부풀어 오르고 상완삼두근 등의 폄 근육이 이완되며 평평해진다. 반면, 팔을 펼 때는 상완이두근 등의 굽힘 근육이 이완되며 평평해지고 상완삼두근 등의 폄 근육이 수축하며 부풀어 오른다. 이처럼 사람의 관절, 예컨대 팔 관절이 작동할 때에는 단순히 아래팔뼈가 회동하는 것뿐 아니라 위팔뼈에 부착된 다양한 근육이 수축 이완하며 부풀어오른다. 그 외에도 인체의 팔을 구부리면 팔꿈치가 뾰족한 형상을 갖는다.

그러나 종래의 액션 피규어의 관절 구조체는 위와 같은 관절의 회동에 따른 근육의 형상 변화는 전혀 표현하고 있지 않은 실정이다. 특히, 사람과 유사한 감촉이나 재질을 표현하기 위해 뼈와 관절을 이루는 프레임 상에 실리콘 등의 고무를 덧대기도 하나, 프레임에 밀착되는 실리콘 스킨을 덧댈 경우 근육이 움직이지 않아 어색하거나 부자연스럽게 느껴지는 현상은 더욱 부각되어 인지된다.

이처럼 기존의 피규어는 사람의 뼈와 근육, 인대 등을 포함하는 관절의 유기적인 구동을 모사하는데 매우 제한적인 실정이다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 관절의 구동시에 자연스러움이 향상된 피규어 관절 구조체를 제공하는 것이다. 특히, 어깨의 일 측에 부착된 팔 관절의 구동시, 상완이두근 및 상완삼두근 등의 근육 또는 팔꿈치가 자연스럽게 이동되는 피규어 관절 구조체를 제공하는 것이다.

자세하게는, 팔을 굽히는 경우 상완이두근으로 대표되는 굽힘 근육이 부풀어오르고, 상완삼두근으로 대표되는 폄 근육이 이완되며, 상완골 하단의 관절융기(關節隆起) 등의 뼈 구조가 자연스럽게 돌출되어 팔꿈치가 뾰족하게 보이는 모습을 극히 유사하게 모사할 수 있는 피규어 관절 구조체를 제공하는 것이다.

동시에 팔을 펴는 경우 상완이두근 등의 굽힘 근육이 이완되고, 상완삼두근 등의 폄 근육이 부풀어오르는 모습을 극히 유사하게 모사할 수 있는 피규어 관절 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 피규어 관절 구조체는 상부 암; 상기 상부 암에 회동가능하게 결합되는 하부 암; 상기 상부 암의 전방에 배치되는 전방머슬유닛; 및 상기 상부 암의 후방에 배치되는 후방머슬유닛을 포함하고, 상기 하부 암이 회동됨에 따라 상기 상부 암과 상기 하부 암이 소정의 각도로 배치되는 경우, 상기 전방머슬유닛 및 상기 후방머슬유닛의 적어도 일부는 상기 상부 암에서 돌출되거나 함몰된다.

상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 상기 전방머슬유닛의 적어도 일부는 상기 상부 암에서 전방으로 돌출되도록 이동할 수 있다.

또 상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 커지도록 회동되는 경우, 상기 후방머슬유닛의 적어도 일부는 상기 상부 암에서 후방으로 돌출될 수 있다.

또한 상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 상기 상부 암에서 후방으로 돌출된 상기 후방머슬유닛의 적어도 일부는 상기 상부 암에 평평하게 배치되도록 이동할 수 있다.

또한 상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 커지도록 회동되는 경우, 상기 상부 암에서 전방으로 돌출된 상기 전방머슬유닛의 적어도 일부는 상기 상부 암에 평평하게 배치되도록 이동할 수 있다.

상기 소정의 각도가 예각인 경우, 상기 전방머슬유닛의 적어도 일부가 상기 상부 암에서 전방으로 돌출되어 배치되고, 상기 소정의 각도가 둔각인 경우, 상기 후방머슬유닛의 적어도 일부가 상기 상부 암에서 후방으로 돌출되어 배치될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상기 피규어 관절 구조체는 상기 상부 암의 후면 측에 배치되는 엘보우 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 엘보우 유닛은, 상기 하부 암이 회동됨에 따라 상기 상부 암과 상기 하부 암이 소정의 각도로 배치되는 경우, 상기 상부 암과 상기 하부 암의 사이에서 하방으로 돌출되는 엘보우 엣지부재를 포함할 수 있다.

또, 상기 엘보우 엣지 부재는, 상기 소정의 각도가 예각인 경우, 상기 상부 암과 상기 하부 암의 사이에서 후방으로 돌출되어 배치되고, 상기 소정의 각도가 둔각인 경우, 상기 상부 암과 상기 하부 암의 사이에 평평하게 배치될 수 있다.

상기 전방머슬유닛은, 복수의 전방 링크부재를 포함할 수 있다.

이 때 상기 복수의 전방 링크부재는, 상기 상부 암에 상측이 결합되는 상부전방링크; 상기 하부 암에 하측이 결합되는 하부전방링크; 및 상기 상부전방링크와 상기 하부전방링크를 연결하는 적어도 하나의 보조전방링크를 포함할 수 있다.

또 상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 상기 하부전방링크가 상측으로 이동되며 상기 상부전방링크의 하측이 상기 상부 암의 전방으로 돌출되도록 회동되고, 상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 커지도록 회동되는 경우, 상기 하부전방링크가 하측으로 이동되며 상기 상부전방링크의 하측이 상기 상부 암에 평평하게 배치되도록 회동될 수 있다.

상기 전방머슬유닛은, 일 측이 상기 상부 암에 고정되어 상기 상부전방링크에 접하여 배치되는 전방 플레이트를 더 포함할 수 있다.

이 때 상기 전방 플레이트는, 상기 상부전방링크의 하측이 상기 상부 암의 전방으로 돌출되도록 회동되는 경우 상기 상부 암의 전방으로 이동되고, 상기 상부전방링크의 하측이 상기 상부 암에 평평하게 배치되도록 회동되는 경우 탄성복귀될 수 있다.

상기 후방머슬유닛은, 상기 상부 암에 상측이 결합되는 상부후방링크 및 일 측이 고정되어 상기 상부후방링크에 접하여 배치되는 후방 플레이트를 포함할 수 있다.

이 때 상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 커지도록 회동되는 경우, 상기 상부후방링크의 하측이 상기 상부 암의 후방으로 돌출되도록 회동되며 상기 후방 플레이트는 상기 상부 암의 후방으로 이동될 수 있다.

또, 상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 상기 상부후방링크의 하측이 상기 상부 암에 평평하게 배치되도록 회동되며 상기 후방 플레이트는 탄성복귀될 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상기 피규어 관절 구조체는 상기 상부 암과 상기 하부 암의 사이에 배치되는 엘보우 유닛을 더 포함할 수 있다.

상기 엘보우 유닛은, 상기 전방머슬유닛과 연결되는 제1 엘보우링크; 상기 제1 엘보우링크 및 상기 후방머슬유닛과 연결되는 제2 엘보우링크; 및 상기 제2 엘보우링크에 연결되는 엘보우 엣지부재를 포함할 수 있다.

상기 엘보우 엣지부재는 전면이 상기 하부 암의 상단에 접하도록 배치되고, 상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 상기 엘보우 엣지부재는 상기 하부 암의 상단에 의해 후방으로 돌출되도록 이동할 수 있다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 피규어 관절 구조체는 상부 암; 상기 상부 암에 회동가능하게 연결되는 하부 암; 상기 상부 암의 전방에 배치되는 전방머슬유닛; 상기 상부 암의 후방에 배치되는 후방머슬유닛; 및 상기 상부 암과 상기 하부 암의 사이에 배치되는 엘보우 유닛을 포함하고, 상기 전방머슬유닛은 상기 상부 암에 상측이 결합되어 하측이 상기 상부 암의 전방으로 회동가능하게 마련되는 상부전방링크를 포함하고, 상기 후방머슬유닛은 상기 상부 암에 상측이 결합되어 하측이 상기 상부 암의 후방으로 회동가능하게 마련되는 상부후방링크를 포함하고, 상기 엘보우 유닛은 상기 상부 암과 상기 하부 암의 사이에서 후방으로 돌출가능하게 마련되는 엘보우 엣지부재를 포함한다.

상기 하부 암이 회동됨에 따라 상기 상부 암과 상기 하부 암이 소정의 각도로 배치되는 경우, 상기 상부전방링크, 상기 상부후방링크 및 상기 엘보우 엣지부재 중 적어도 어느 하나는 상기 상부 암에서 돌출되어 배치될 수 있다.

상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 상기 상부전방링크의 하측은 상기 상부 암의 전방으로 회동되어 상기 상부 암의 전방으로 돌출되도록 이동되며, 상기 상부 후방링크의 하측은 상기 상부 암과 평평하게 배치되도록 이동되고, 상기 엘보우 엣지부재는 상기 상부 암과 상기 하부 암의 사이에서 후방으로 돌출될 수 있다.

상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 커지도록 회동되는 경우, 상기 상부전방링크의 하측은 상기 상부 암과 평평하게 배치되도록 이동되며, 상기 상부후방링크의 하측은 상기 상부 암의 후방으로 회동되어 상기 상부 암의 후방으로 돌출되도록 이동될 수 있다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 관절의 구동 시에 자연스러움이 향상된 피규어 관절 구조체를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피규어 관절 구조체를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피규어 관절 구조체의 제1 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피규어 관절 구조체의 제2 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피규어 관절 구조체의 제3 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 도 3에 도시된 피규어 관절 구조체를 분해하여 도시한 도면이다.
도 7은 도 4에 도시된 피규어 관절 구조체를 분해하여 도시한 도면이다.
도 8은 도 5에 도시된 피규어 관절 구조체를 분해하여 도시한 도면이다.
도 9는 도 3에 도시된 피규어 관절 구조체의 일부를 도시한 도면이다.
도 10은 도 4에 도시된 피규어 관절 구조체의 일부를 도시한 도면이다.
도 11은 도 5에 도시된 피규어 관절 구조체의 일부를 도시한 도면이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 즉, 본 발명이 제시하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서, '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '내지'를 사용하여 나타낸 수치 범위는 그 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한과 상한으로서 포함하는 수치 범위를 나타낸다. '약' 또는 '대략'은 그 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 20% 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.

도면에 도시된 구성요소의 크기, 두께, 폭, 길이 등은 설명의 편의 및 명확성을 위해 과장 또는 축소될 수 있으므로 본 발명이 도시된 형태로 제한되는 것은 아니다.

공간적으로 상대적인 용어인 '위(above)', '상부(upper)', ‘상(on)’, '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 피규어 관절 구조체를 도시한 도면이다. 이때, 피규어는 인간의 신체를 정교하게 제작한 모형을 의미하고, 피규어 관절 구조체는 피규어의 내부 프레임 구조로 이해될 수 있다. 예를 들어, 피규어는 상기 관절 구조체 외표면에 실리콘 등과 같은 피부를 모사한 외관이 형성된 것으로 이해할 수 있다. 도 1 및 도 2에서는 이해의 편의상 외관과 함께 도시하였다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 피규어 관절 구조체는 어깨와 연결된 팔 부분에 관한 것이다. 즉, 본 발명에 따른 피규어 관절 구조체는 피규어의 팔 부품에 관한 것일 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 본 발명에 따른 관절 구조는 피규어의 다리, 구체적으로 무릎 관절 등에도 적용될 수 있다.

피규어에는 인간의 신체 중 어깨부분을 형성하는 숄더부가 구비될 수 있고, 본 발명의 피규어 관절 구조체는 숄더부의 일 측에 부착된 팔 부분에 해당될 수 있다. 자세하게는, 숄더부의 일 측에는 팔 부분과 결합되기 위한 숄더축(1)이 구비될 수 있다. 본 발명의 피규어 관절 구조체는 숄더축(1)에 부착된 팔 부분으로 이해될 수 있다.

피규어 관절 구조체는 상부 암(10) 및 하부 암(20)을 포함한다. 상부 암(10) 및 하부 암(20)은 팔을 형성하는 뼈에 대응되는 프레임 구조체일 수 있다. 상부 암(10)은 어깨에서 팔꿈치까지 이어지는 위팔뼈(humerus)에 대응되고, 하부 암(20)은 자뼈(ulna)와 노뼈(radius)로 구성된 아래팔뼈에 대응될 수 있다.

상부 암(10)은 숄더축(1)에 회동가능하게 결합되고, 하부 암(20)은 상부 암(10)의 하단부에 회동가능하게 결합된다. 상부 암(10) 및 하부 암(20)의 가동범위(회동범위)는 신체와 유사하게 구비될 수 있다. 예를 들어, 아래팔이 위팔의 전방으로 회동되는 것과 같이, 하부 암(20)은 상부 암(10)의 전방으로 회동 가능할 수 있다. 인간의 신체구조상 아래팔이 위팔의 후방으로 회동이 불가능하기 때문에 하부 암(20)도 상부 암(10)의 후방으로는 회동이 불가능하게 구비될 수 있다. 그에 따라, 하부 암(20)의 회동범위는 약 180도일 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 피규어 관절 구조체는 전방머슬유닛(30) 및 후방머슬유닛(40)을 더 포함한다. 전방머슬유닛(30) 및 후방머슬유닛(40)은 사람 팔의 근육을 모사하기 위한 구조체일 수 있다. 자세하게는, 전방머슬유닛(30)은 위팔뼈의 전방에 배치된 상완이두근(biceps brachii)에 대응된다. 후방머슬유닛(40)은 위팔뼈의 후방에 배치된 상완삼두근(triceps brachii)에 대응된다.

전방머슬유닛(30)은 상부 암(10)의 대략 전방에 배치되고, 후방머슬유닛(40)은 상부 암(10)의 대략 후방에 배치될 수 있다. 전방머슬유닛(30) 및 후방머슬유닛(40)은 신체의 근육과 유사하게 움직일 수 있다.

예를 들어, 팔꿈치를 굽히는 경우 상완이두근이 부풀어오르고 상완삼두근이 이완되는 것과 같이, 하부 암(20)이 상부 암(10)과의 사이각이 작아지는 방향으로 회동하는 경우 내지는 하부 암(20)이 전방 측으로 회동하는 경우 전방머슬유닛(30)의 적어도 일부가 돌출되고 후방머슬유닛(40)이 평평하게 배치 내지는 함몰될 수 있다.

다른 예를 들어, 팔꿈치를 펴는 경우 상완이두근이 이완되고, 상완삼두근이 부풀어오르는 것과 같이, 하부 암(20)이 상부 암(10)과의 사이각이 커지는 방향으로 회동하는 경우 내지는 하부 암(20)과 상부 암(10)이 대략 평행해지도록 회동하는 경우 전방머슬유닛(30)이 평평해지거나, 함몰되고 후방머슬유닛(40)의 적어도 일부가 돌출되도록 배치될 수 있다.

즉, 하부 암(20)이 회동됨에 따라 상부 암(10)과 하부 암(20)이 소정의 각도로 배치되는 경우, 전방머슬유닛(30) 및 후방머슬유닛(40)의 적어도 일부는 상부 암(10)에서 돌출되어 배치된다.

또한, 피규어 관절 구조체는 엘보우 유닛(50)을 더 포함할 수 있다. 엘보우 유닛(50)은 사람의 팔꿈치(elbow)와 대응된다. 팔꿈치는 사전적 의미로는 상완의 상완골이 하단에서 요골 및 척골과 관절을 이루고 있는 부분을 의미하며 그 범위는 불분명하다. 본 명세서에서, 엘보우 유닛(50)에서 대응되는 팔꿈치는 팔을 굽히는 경우 위팔과 아래팔의 연결부에서 후방으로 뾰족하게 튀어나오는 부분으로 정의될 수 있다. 따라서 하부 암(20)이 상부 암(10)을 향해 회동되는 경우 엘보우 유닛(50)은 상부 암(10)과 하부 암(20)의 사이에 후방 내지는 하방으로 돌출될 수 있다.

즉. 하부 암(20)이 회동됨에 따라 상부 암(10)과 하부 암(20)이 소정의 각도로 배치되는 경우 엘보우 유닛(50)의 적어도 일부는 돌출되어 배치된다.

도 1은 팔을 굽힌 경우를 도시한 것으로, 상부 암(10)과 하부 암(20)이 비교적 작은 각도로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상부 암(10)과 하부 암(20)은 예각(0도 이상, 90도 미만)을 이루며 배치될 수 있다. 이때, 전방머슬유닛(30)의 적어도 일부는 상부 암(10)의 전방으로 돌출되며, 후방머슬유닛(40)은 상부 암(10)에 평평하게 배치된다. 이 때 엘보우 유닛(50)은 상부 암(10)과 하부 암(20)의 사이에 후방으로 돌출된다.

도 2는 팔을 편 경우를 도시한 것으로, 상부 암(10)과 하부 암(20)이 비교적 큰 각도로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상부 암(10)과 하부 암(20)은 둔각(90도 이상, 180도 미만)을 이루며 배치될 수 있다. 이 때, 전방머슬유닛(30)은 상부 암(10)에 평평하게 배치되며, 후방머슬유닛(40)은 상부 암(10)의 후방으로 돌출되어 배치된다.

이때, '돌출된다'는 것은 비교적 내지는 상대적인 의미로 이해될 수 있다. 즉, 전방머슬유닛(30)은 팔을 편 경우보다 팔을 굽힌 경우에 전방으로 이동되어 배치되고, 후방머슬유닛(40)은 팔을 굽힌 경우보다 팔을 편 경우에 후방으로 이동되어 배치된다. 또한, 엘보우 유닛(50)은 팔을 편 경우보다 팔을 굽힌 경우에 후방으로 돌출되어 배치된다.

도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피규어 관절 구조체의 상태를 도시한 도면이다. 자세하게는 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 피규어 관절 구조체의 제1 상태를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 피규어 관절 구조체의 제2 상태를 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 피규어 관절 구조체의 제3 상태를 도시한 도면이다.

도 3에 도시된 제1 상태는 팔을 굽힌 경우로 이해될 수 있다. 즉, 상부 암(10)과 하부 암(20)이 비교적 작은 각도로 배치된 상태이며, 예를 들어, 상부 암(10)과 하부 암(20)은 예각(0도 이상, 90도 미만)을 이루며 배치될 수 있다.

도 4에 도시된 제2 상태는 팔을 편 경우로 이해될 수 있다. 즉, 상부 암(10)과 하부 암(20)이 비교적 큰 각도로 배치된 상태이며, 예를 들어, 상부 암(10)과 하부 암(20)은 둔각(90도 이상, 180도 미만)을 이루며 배치될 수 있다.

도 5에 도시된 제3 상태는 팔을 완전히 편 경우로 이해될 수 있다. 즉, 상부 암(10)과 하부 암(20)이 최대각도로 배치된 상태이며, 예를 들어, 상부 암(10)과 하부 암(20)은 180도에 가깝게 배치될 수 있다.

제2 상태는 제1 상태와 제3 상태의 중간 상태로 이해될 수 있다. 제1 상태에서 제2 상태를 거쳐 제3 상태로 변화되는 경우, 팔을 펴는 동작으로 이해될 수 있다. 반대로 제3 상태에서 제2 상태를 거쳐 제1 상태로 변화되는 경우, 팔을 구부리는 동작으로 이해될 수 있다.

하부 암(20)이 상부 암(10)과 형성하는 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 즉, 팔을 구부리는 동작으로 제3 상태에서 제1 상태로 변화되는 경우로 이해된다. 전방머슬유닛(30)의 적어도 일부는 상부 암(10)에서 전방으로 돌출되도록 이동된다. 도 3 및 도 5를 비교하면, 도 3에서 전방머슬유닛(30)의 적어도 일부가 전방으로 보다 돌출되어 있는 것을 확인할 수 있다.

하부 암(20)이 상부 암(10)과 형성하는 소정의 각도가 커지도록 회동되는 경우, 즉, 팔을 펴는 동작으로 제1 상태에서 제3 상태로 변화되는 경우로 이해된다. 후방머슬유닛(40)의 적어도 일부는 상부 암(10)에서 후방으로 돌출되도록 이동된다. 도 3 및 도 5를 비교하면, 도 5에서 후방머슬유닛(40)의 적어도 일부가 후방으로 보다 돌출되어 있는 것을 확인할 수 있다.

반대로 말하면, 하부 암(20)이 상부 암(10)과 형성하는 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 상부 암(10)에서 후방으로 돌출된 후방머슬유닛(30)의 적어도 일부는 상부 암에 평평하게 배치되도록 이동된다. 또한, 하부 암(20)이 상부 암(10)과 형성하는 소정의 각도가 커지도록 회동되는 경우, 상부 암(10)에서 전방으로 돌출된 전방머슬유닛(30)의 적어도 일부는 상부 암(10)에 평평하게 배치되도록 이동된다.

즉, 하부 암(20)이 상부 암(10)과 형성하는 소정의 각도가 예각(0도이상, 90도 미만)인 경우, 전방머슬유닛(30)의 적어도 일부가 상부 암(10)에서 전방으로 돌출되어 배치된다. 하부 암(20)이 상부 암(10)과 형성하는 소정의 각도가 둔각(90도 이상, 180도 미만)인 경우, 후방머슬유닛(40)의 적어도 일부가 상부 암(10)에서 후방으로 돌출되어 배치될 수 있다.

또한, 하부 암(20)이 상부 암(10)과 형성하는 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 엘보우 유닛(50)의 적어도 일부는 후방으로 돌출되도록 이동된다. 도 3 및 도 5를 비교하면, 도 3에서 엘보우 유닛(50)의 적어도 일부가 후방으로 보다 돌출되어 있는 것을 확인할 수 있다.

즉, 하부 암(20)이 상부 암(10)과 형성하는 소정의 각도가 예각(0도이상, 90도 미만)인 경우, 엘보우 유닛(50)의 적어도 일부가 상부 암(10)과 하부 암(20)의 사이에서 후방으로 돌출되어 배치될 수 있다. 하부 암(20)이 상부 암(10)과 형성하는 소정의 각도가 둔각(90도 이상, 180도 미만)인 경우, 엘보우 유닛(50)의 적어도 일부가 상부 암(10)과 하부 암(20)의 사이에 평평하게 배치될 수 있다.

이때, 예각 및 둔각은 비교를 위한 것으로 정확한 수치를 의미하는 것은 아니다. 이는 팔을 편 상태 또는 팔을 구부린 상태를 보다 명확하게 구분하여 설명하기 위해 사용된 것으로 비교적 작은 각 또는 비교적 큰 각으로 이해될 수 있다.

도 6 내지 도 8은 발명의 일 실시예에 따른 피규어 관절 구조체를 분해하여 도시한 도면이다. 이해의 편의상, 도 6은 도 3에 도시된 피규어 관절 구조체를 분해하여 도시하였고, 도 7은 도 4에 도시된 피규어 관절 구조체를 분해하여 도시하였으며, 도 8은 도 5에 도시된 피규어 관절 구조체를 분해하여 도시하였다.

이하, 도 3 내지 도 8을 참조하여, 피규어 관절 구조체의 구성에 대하여 자세하게 설명한다.

앞서 설명한 바와 같이, 본 발명의 피규어 관절 구조체는 숄더축(1)에 부착된 팔 부분으로 이해될 수 있다. 숄더축(1)은 숄더부의 일부 또는 일 부재로 이해될 수 있다. 숄더축(1)은 다양한 형상으로 구비될 수 있으며, 그에 대한 설명은 자세한 생략한다.

상부 암(10)은 숄더축(1)에 회동가능하게 연결되는 구성으로, 어깨에서 팔꿈치까지 이어지는 위팔뼈에 대응된다. 그에 따라, 상부 암(10)은 상하로 길게 연장된 형상을 마련될 수 있다. 상부 암(10)의 상단부에는 숄더축(1)과 연결되는 숄더축 연결부(110)가 구비되고, 상부 암(10)의 하단부에는 하부 암(10)과 연결되는 하부 암 연결부(120)가 구비된다. 예를 들어, 숄더축 연결부(110)는 힌지부재 등이 삽입되는 홀로 마련될 수 있으며, 하부 암 연결부(120)는 원형 링크구조로 마련될 수 있다. 다만, 숄더축 연결부(110) 및 하부 암 연결부(120)는 각각 연결되는 부분과 대응되는 형상으로 구비될 수 있으며, 이에 제한되지 않는다.

상부 암(10)의 하측 전면에는 전방머슬유닛(30)이 배치되는 머슬설치홈(130)이 구비될 수 있다. 머슬설치홈(130)은 전방머슬유닛(30)이 좌우로 이동되어 이탈되는 것을 방지하고, 전방머슬유닛(30)의 상하이동을 가이드할 수 있다. 또한, 상부 암(10)의 하측 후면에도 후방머슬유닛(40)이 배치되는 머슬설치홈(미도시)이 대칭적으로 구비될 수 있다.

상부 암(10)에는 전방머슬유닛(30) 및 후방머슬유닛(40)과 결합되는 복수의 결합공(140, 150, 160)이 구비된다. 이에 대해서는 자세하게 후술한다.

상부 암(10)의 상측에는 적어도 하나의 보조 연결부(170)가 구비된다. 예를 들어, 보조 연결부(170)는 전방에서 후방으로 관통된 구멍에 해당될 수 있으며 상하로 나란하게 복수개가 마련될 수 있다. 보조 연결부(170)는 피규어 관절 구조체를 덮는 실리콘 층 등과 결합을 위한 구성으로 이해될 수 있다. 특히, 피규어 관절 구조체의 움직임에 따라 보다 자연스러운 외관을 형성하기 위한 구성으로 이해될 수 있다. 몇몇 실시예에서 보조 연결부(170)는 생략될 수도 있다.

하부 암(20)은 상부 암(10)에 회동가능하게 연결되는 구성으로, 팔꿈치에서 손목까지 이어지는 아래팔뼈에 대응된다. 그에 따라, 하부 암(20)은 상하로 길게 연장된 형상을 마련될 수 있다. 하부 암(20)의 상단부에는 상부 암(10)과 연결되는 상부 암 연결부(210)가 구비된다. 예를 들어, 상부 암 연결부(210)는 앞서 설명한 하부 암 연결부(120)와 대응되어, 중심측에 원형 링크가 삽입되는 걸이 형상으로 마련될 수 있다.

이때, 상부 암 연결부(210)에는 하부 암 연결부(120)와 결합되어 하부 암(20)의 회전 중심이 되는 제1 연결점(212)이 구비된다. 도면 상, 제1 연결점(212)은 상부 암 연결부(210)과 하부 암 연결부(120)을 결합시키는 볼트 등의 결합부재로 도시될 수 있다. 그리고, 상부 암 연결부(210)에는 제1 연결점(212)의 일 측에 위치하고, 전방머슬유닛(30)과 결합되는 제2 연결점(214)이 구비된다. 도면 상, 제2 연결점(214)은 전방머슬유닛(30)이 결합되는 돌기 등 결합부재로 도시될 수 있다.

전방머슬유닛(30)은 상부 암(10)에 상측이 결합되는 상부전방링크(310) 및 하부 암(20)에 하측이 결합되는 하부전방링크(350) 및 상부전방링크(310)와 하부전방링크(350)를 연결하는 적어도 하나의 보조전방링크(320, 330, 340)를 포함한다. 즉, 전방머슬유닛(30)은 전체적으로 상단이 상부 암(10)에 결합되고, 하단이 하부 암(20)에 결합되는 복수의 링크부재로 이해될 수 있다.

복수의 링크부재는 각각 양단부에 결합점을 갖는 링크부재로 구비될 수 있다. 예를 들어, 상부전방링크(310) 및 하부전방링크(350)는 'H'형 링크부재로 구비될 수 있다. 또한, 보조전방링크는 3개로 구비될 수 있으며, 상부전방링크(310)에 결합되는 제1보조전방링크(320), 제1보조전방링크(320)에 연결되는 제2보조전방링크(330), 제2보조전방링크(330)와 하부전방링크(350)를 연결하는 제3보조전방링크(340)로 구분될 수 있다. 제2보조전방링크(330)는 'H'형 링크부재로 구비되며, 제1,3보조전방링크(320, 340)는 'I'형 링크부재로 구비될 수 있다. 다만, 보조전방링크의 개수 및 각 링크부재의 형상은 이에 제한되지 않으며 다양하게 마련될 수 있다.

상부 암(10)에는 상부전방링크(310)의 상단이 결합되는 제1결합공(140)이 구비된다. 제1결합공(140)은 머슬설치홈(130)의 양측에 형성될 수 있다. 그에 따라, 상부전방링크(310)의 상단은 상부 암(10)에 회동가능하게 연결된다. 하부전방링크(350)의 하단은 하부 암(20)의 제2 연결점(214)에 결합될 수 있다. 그에 따라, 하부전방링크(350)의 하단은 하부 암(20)에 회동가능하게 연결된다.

전방머슬유닛(30)은 전방 플레이트(360)를 더 포함한다. 전방 플레이트(360)는 일 측이 상부 암(10)에 고정되고, 상부전방링크(310)에 접하여 배치된다. 상부 암(10)에는 전방 플레이트(360)와 결합되는 제3결합공(160)이 구비된다. 제3결합공(160)은 머슬설치홈(130)의 상부에 형성될 수 있다. 그에 따라, 전방 플레이트(360)는 상부 암(10)에서 상부전방링크(310)의 전방을 덮도록 하측으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 전방 플레이트(360)는 얇은 판으로 마련되고, 탄성을 가질 수 있다. 그에 따라, 상부전방링크(310)가 전방으로 돌출됨에 따라 전체적으로 전방으로 이동될 수 있으며, 상부전방링크(310)가 복귀됨에 따라 탄성복귀될 수 있다.

후방머슬유닛(40)은 상부 암(10)에 상측이 결합되는 상부후방링크(410) 및 상부후방링크(410)에 결합되는 적어도 하나의 보조후방링크(420, 430)를 포함한다. 즉, 후방머슬유닛(40)은 전체적으로 상단이 상부 암(10)에 결합되고, 하부로 연장되는 복수의 링크부재로 이해될 수 있다.

복수의 링크부재는 각각 양단부에 결합점을 갖는 링크부재로 구비될 수 있다. 예를 들어, 상부후방링크(410)는 'H'형 링크부재로 구비될 수 있다. 또한, 보조후방링크는 2개로 구비될 수 있으며, 상부후방링크(410)에 결합되는 제1보조후방링크(420), 제1보조후방링크(420)에 연결되는 제2보조후방링크(430)로 구분될 수 있다. 제2보조후방링크(430)는 'H'형 링크부재로 구비되며, 제1보조후방링크(420)는 'I'형 링크부재로 구비될 수 있다. 다만, 보조후방링크의 개수 및 각 링크부재의 형상은 이에 제한되지 않으며 다양하게 마련될 수 있다.

상부 암(10)에는 상부후방링크(410)의 상단이 결합되는 제2결합공(150)이 구비된다. 그에 따라, 상부후방링크(410)의 상단은 상부 암(10)에 회동가능하게 연결된다.

후방머슬유닛(30)은 후방 플레이트(440)를 더 포함한다. 후방 플레이트(440)는 일 측이 고정되고, 상부후방링크(440)에 접하여 배치된다. 자세하게는, 후방 플레이트(440)는 상부후방링크(440)을 덮도록 연장될 수 있다. 예를 들어, 전방 플레이트(440)는 얇은 판으로 마련되고, 탄성을 가질 수 있다. 그에 따라, 상부후방링크(410)가 후방으로 돌출됨에 따라 후방으로 이동될 수 있으며, 상부후방링크(410)가 복귀됨에 따라 탄성복귀될 수 있다.

엘보우 유닛(50)은 하부 암(20)이 회동됨에 따라 상부 암(10)과 하부 암(20)이 소정의 각도로 배치되는 경우, 돌출되어 배치되는 엘보우 엣지부재(530)를 포함한다. 엘보우 엣지부재(530)는 팔을 굽히는 경우 뾰족하게 튀어나오는 팔꿈치의 형상을 모사하기 위해, 하측으로 갈수록 두꺼워지는 대략 물방울 모양으로 마련될 수 있다. 엘보우 엣지부재(530)는 상단이 회동가능하게 연결되고, 하부 암(20)과 접하도록 배치된다. 그에 따라, 하부 암(20)이 회동됨에 따라, 엘보우 엣지부재(530)도 회동될 수 있다.

엘보우 유닛(50)은 전방머슬유닛(30)과 연결되는 제1 엘보우링크(510), 제1 엘보우링크(520) 및 후방머슬유닛(40)과 연결되는 제2 엘보우링크(520)을 포함한다. 제1 엘보우링크(510) 및 제2 엘보우링크(520)는 각각 양단부 및 중심부에 3개의 결합점을 갖는 링크부재로 구비될 수 있다. 예를 들어, 제1 엘보우링크(510)는 부메랑 형상의 링크부재로 구비될 수 있다. 또한, 제2 엘보우링크(520)는 상단부가 구부러진 'I'형 링크부재로 구비될 수 있다. 다만, 각 링크부재의 형상은 이에 제한되지 않으며 다양하게 마련될 수 있다.

제1 엘보우링크(510)의 일 단은 하부전방링크(350)의 상단에 결합된다. 정리하면, 하부전방링크(350)의 상단에는 제1 엘보우링크(510) 및 제3보조전방링크(340)가 결합되고, 하단에는 하부 암(20)이 결합된다. 그리고, 제1 엘보우링크(510)의 타 단에는 제2 엘보우링크(520)가 결합된다. 그리고, 제1 엘보우링크(510)의 중간단은 소정의 위치에 고정될 수 있다.

제2 엘보우링크(520)의 일 단은 제2보조하방링크(430)의 하단이 결합된다. 정리하면, 제2보조하방링크(430)의 상단에는 제1보조하방링크(420)가 결합되고, 하단에는 제2 엘보우링크(520)가 결합된다. 즉, 후방머슬유닛(40)은 상단이 상부 암(10)에 결합되고 하단이 엘보우 유닛(50)에 결합된 복수의 링크부재로 이해될 수 있다. 그리고, 제2 엘보우링크(520)의 타단은 엘보우 엣지부재(530)가 결합된다. 즉, 엘보우 엣지부재(530)는 제2 엘보우링크(520)에 회동가능하게 연결된다. 그리고, 제2 엘보우링크(520)의 중간단에 제1 엘보우링크(510)가 결합된다.

이하, 하부 암(20)의 회동에 따른 각 구성의 이동에 대하여 자세하게 설명한다.

도 9 내지 도 11은 발명의 일 실시예에 따른 피규어 관절 구조체의 일부를 도시한 도면이다. 이해의 편의상, 도 9는 도 3에 도시된 피규어 관절 구조체의 일부 도시하였고, 도 10은 도 4에 도시된 피규어 관절 구조체의 일부를 도시하였으며, 도 11은 도 5에 도시된 피규어 관절 구조체의 일부를 도시하였다.

도 9 내지 도 11은 전방머슬유닛(30), 후방머슬유닛(40) 및 엘보우 유닛(50)의 움직임을 상세하게 도시하기 위해, 상부 암(10)을 생략하여 도시하였다. 또한, 하부 암(20)의 일부만을 도시하였다. 앞서 설명한 바와 같이, 도 10에 도시된 제2 상태는 도 9에 도시된 제1 상태와 도 11에 도시된 제3 상태의 중간상태를 의미함으로, 도 10을 기준으로 도 9 및 도 11로의 변화를 설명한다.

우선, 도 10에서 도 9로 변화되는 과정을 설명한다. 이는 제2 상태에서 제1 상태로의 변화, 즉, 팔이 구부러지는 과정을 의미한다. 다시 말하면, 하부 암(20)이 상부 암(10)과 형성되는 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우를 의미한다.

하부 암(20)은 제1 연결점(212)을 기준으로 회동된다. 이때, 앞서 설명한 바와 같이, 제2 연결점(214)은 하부 암(20)의 회전중심인 제1 연결점(212)의 일 측에 위치한다. 따라서, 하부 암(20)이 회동되는 경우, 하부전방링크(350)는 상하로 이동될 수 있다. 자세하게는, 하부 암(20)이 상부 암(10)과 형성하는 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 하부전방링크(350)가 상측으로 이동된다. 그에 따라, 하부전방링크(350)와 연결된 보조전방링크(320, 330, 340)가 상측으로 이동되며, 상부전방링크(310)의 하측이 상부 암(10)의 전방으로 돌출되도록 회동될 수 있다.

그리고 전방 플레이트(360)는, 상부전방링크(310)의 하측이 상부 암(10)의 전방으로 돌출되도록 회동되는 경우 상부전방링크(310)에 밀려 상부 암(10)의 전방으로 이동된다. 이때, 전방 플레이트(360)는 보다 자연스러운 근육의 움직임을 모사하기 위한 구성으로 이해될 수 있다. 그에 따라, 전방 플레이트(360)는 생략될 수 있으며, 상부전방링크(310)의 이동을 통해서만 근육의 돌출을 모사할 수도 있다.

또한, 하부전방링크(350)가 상측으로 이동됨에 따라, 하부전방링크(350)에 연결된 제1 엘보우링크(510)의 일단이 상측으로 이동된다. 제1 엘보우링크(510)의 중간단은 소정의 위치에 고정되어 있기 때문에, 제1 엘보우링크(510)의 일단이 상측으로 이동됨에 따라 타단은 하측으로 이동될 수 있다. 그에 따라, 제2 엘보우링크(520) 및 보조후방링크(420, 430)가 하측으로 이동되고 상부후방링크(410)의 하측이 상부 암(10)으로 회동될 수 있다. 다시 말하면, 상부 암(10)에서 후방으로 약간 돌출된 상태로 위치한 상부후방링크(410)의 하측이 상부 암(10)으로 회동되며, 상부후방링크(410)는 상부 암(10)에 전체적으로 평평한 상태로 배치될 수 있다.

그리고 후방 플레이트(440)는, 상부후방링크(410)의 하측이 상부 암(10)과 평평하게 배치되도록 회동되는 경우 원래 위치로 탄성복귀될 수 있다. 다시 말하면, 상부후방링크(410)가 상부 암(10)과 평평하게 배치되는 경우, 후방 플레이트(440)는 외력이 가해지지 않은 상태 또는 최소한의 변형이 된 상태로 이해될 수 있다.

또한, 하부 암(20)은 제1 연결점(212)을 기준으로 회동됨에 따라, 엘보우 엣지부재(530)가 상부 암 연결부(210)에 의해 후방으로 이동될 수 있다.

도 10에서 도 11로 변화되는 과정을 설명한다. 이는 제2 상태에서 제3 상태로의 변화, 즉, 팔이 펴지는 과정을 의미한다. 다시 말하면, 하부 암(20)이 상부 암(10)과 형성되는 소정의 각도가 커지도록 회동되는 경우를 의미한다.

하부 암(20)은 제1 연결점(212)을 기준으로 회동된다. 하부 암(20)이 상부 암(10)과 형성하는 소정의 각도가 커지도록 회동되는 경우, 하부전방링크(350)가 하측으로 이동된다. 그에 따라, 하부전방링크(350)와 연결된 보조전방링크(320, 330, 340)가 하측으로 이동되며, 상부전방링크(310)의 하측이 상부 암(10)를 향해 회동된다. 그에 따라, 상부전방링크(310)는 상부 암(10)에 전체적으로 평평한 상태로 배치될 수 있다.

그리고 전방 플레이트(360)는, 상부전방링크(310)의 하측이 상부 암(10)과 평평하게 배치되도록 회동되는 경우 원래 위치로 탄성복귀될 수 있다. 다시 말하면, 상부전방링크(310)가 상부 암(10)과 평평하게 배치되는 경우, 전방 플레이트(360)는 외력이 가해지지 않은 상태 또는 최소한의 변형이 된 상태로 이해될 수 있다.

또한, 하부전방링크(350)가 하측으로 이동됨에 따라, 하부전방링크(350)에 연결된 제1 엘보우링크(510)의 일단이 하측으로 이동된다. 제1 엘보우링크(510)의 중간단은 소정의 위치에 고정되어 있기 때문에, 제1 엘보우링크(510)의 일단이 하측으로 이동됨에 따라 타단은 상측으로 이동될 수 있다. 그에 따라, 제2 엘보우링크(520) 및 보조후방링크(420, 430)가 상측으로 이동되고 상부후방링크(410)의 하측이 상부 암(10)에서 돌출되도록 회동될 수 있다.

그리고 후방 플레이트(440)는, 상부후방링크(410)의 하측이 상부 암(10)의 전방으로 돌출되도록 회동되는 경우 상부후방링크(410)에 밀려 상부 암(10)의 전방으로 이동된다. 이때, 후방 플레이트(440)는 보다 자연스러운 근육의 움직임을 모사하기 위한 구성으로 이해될 수 있다. 그에 따라, 후방 플레이트(440)는 생략될 수 있으며, 상부후방링크(410)의 이동을 통해서만 근육의 돌출을 모사할 수도 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 범위는 이상에서 예시된 기술 사상의 변경물, 균등물 내지는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10: 상부 암
20: 하부 암
30: 전방머슬유닛
40: 후방머슬유닛
50: 엘보우 유닛

Claims (14)

1. 상부 암;
   상기 상부 암에 회동가능하게 결합되는 하부 암;
   상기 상부 암의 전방에 배치되는 전방머슬유닛; 및
   상기 상부 암의 후방에 배치되는 후방머슬유닛을 포함하고,
   상기 하부 암이 회동됨에 따라 상기 상부 암과 상기 하부 암이 소정의 각도로 배치되는 경우, 상기 전방머슬유닛 및 상기 후방머슬유닛의 적어도 일부는 상기 상부 암에서 돌출되거나 함몰되는 피규어 관절 구조체.
2. 제1항에 있어서,
   상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 상기 전방머슬유닛의 적어도 일부는 상기 상부 암에서 전방으로 돌출되도록 이동되고,
   상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 커지도록 회동되는 경우, 상기 후방머슬유닛의 적어도 일부는 상기 상부 암에서 후방으로 돌출되는 피규어 관절 구조체.
3. 제2항에 있어서,
   상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 상기 상부 암에서 후방으로 돌출된 상기 후방머슬유닛의 적어도 일부는 상기 상부 암에 평평하게 배치되도록 이동되고,
   상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 커지도록 회동되는 경우, 상기 상부 암에서 전방으로 돌출된 상기 전방머슬유닛의 적어도 일부는 상기 상부 암에 평평하게 배치되도록 이동되는 피규어 관절 구조체.
4. 제1항에 있어서,
   상기 소정의 각도가 예각인 경우, 상기 전방머슬유닛의 적어도 일부가 상기 상부 암에서 전방으로 돌출되어 배치되고,
   상기 소정의 각도가 둔각인 경우, 상기 후방머슬유닛의 적어도 일부가 상기 상부 암에서 후방으로 돌출되어 배치되는 피규어 관절 구조체.
5. 제1항에 있어서,
   상기 상부 암의 후면 측에 배치되는 엘보우 유닛을 더 포함하고,
   상기 엘보우 유닛은, 상기 하부 암이 회동됨에 따라 상기 상부 암과 상기 하부 암이 소정의 각도로 배치되는 경우, 상기 상부 암과 상기 하부 암의 사이에서 하방으로 돌출되는 엘보우 엣지부재를 포함하는 피규어 관절 구조체.
6. 제5항에 있어서,
   상기 엘보우 엣지 부재는,
   상기 소정의 각도가 예각인 경우, 상기 상부 암과 상기 하부 암의 사이에서 후방으로 돌출되어 배치되고,
   상기 소정의 각도가 둔각인 경우, 상기 상부 암과 상기 하부 암의 사이에 평평하게 배치되는 피규어 관절 구조체.
7. 제1항에 있어서,
   상기 전방머슬유닛은, 복수의 전방 링크부재를 포함하고,
   상기 복수의 전방 링크부재는,
   상기 상부 암에 상측이 결합되는 상부전방링크;
   상기 하부 암에 하측이 결합되는 하부전방링크; 및
   상기 상부전방링크와 상기 하부전방링크를 연결하는 적어도 하나의 보조전방링크를 포함하고,
   상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 상기 하부전방링크가 상측으로 이동되며 상기 상부전방링크의 하측이 상기 상부 암의 전방으로 돌출되도록 회동되고,
   상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 커지도록 회동되는 경우, 상기 하부전방링크가 하측으로 이동되며 상기 상부전방링크의 하측이 상기 상부 암에 평평하게 배치되도록 회동되는 피규어 관절 구조체.
8. 제7항에 있어서,
   상기 전방머슬유닛은, 일 측이 상기 상부 암에 고정되어 상기 상부전방링크에 접하여 배치되는 전방 플레이트를 더 포함하고,
   상기 전방 플레이트는, 상기 상부전방링크의 하측이 상기 상부 암의 전방으로 돌출되도록 회동되는 경우 상기 상부 암의 전방으로 이동되고, 상기 상부전방링크의 하측이 상기 상부 암에 평평하게 배치되도록 회동되는 경우 탄성복귀되는 피규어 관절 구조체.
9. 제8항에 있어서,
   상기 후방머슬유닛은, 상기 상부 암에 상측이 결합되는 상부후방링크 및 일 측이 고정되어 상기 상부후방링크에 접하여 배치되는 후방 플레이트를 포함하고,
   상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 커지도록 회동되는 경우, 상기 상부후방링크의 하측이 상기 상부 암의 후방으로 돌출되도록 회동되며 상기 후방 플레이트는 상기 상부 암의 후방으로 이동되고,
   상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 상기 상부후방링크의 하측이 상기 상부 암에 평평하게 배치되도록 회동되며 상기 후방 플레이트는 탄성복귀되는 피규어 관절 구조체.
10. 제9항에 있어서,
    상기 상부 암과 상기 하부 암의 사이에 배치되는 엘보우 유닛을 더 포함하고,
    상기 엘보우 유닛은,
    상기 전방머슬유닛과 연결되는 제1 엘보우링크;
    상기 제1 엘보우링크 및 상기 후방머슬유닛과 연결되는 제2 엘보우링크; 및
    상기 제2 엘보우링크에 연결되는 엘보우 엣지부재를 포함하는 피규어 관절 구조체.
11. 제10항에 있어서,
    상기 엘보우 엣지부재는 전면이 상기 하부 암의 상단에 접하도록 배치되고,
    상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 상기 엘보우 엣지부재는 상기 하부 암의 상단에 의해 후방으로 돌출되도록 이동하는 피규어 관절 구조체.
12. 상부 암;
    상기 상부 암에 회동가능하게 연결되는 하부 암;
    상기 상부 암의 전방에 배치되는 전방머슬유닛;
    상기 상부 암의 후방에 배치되는 후방머슬유닛; 및
    상기 상부 암과 상기 하부 암의 사이에 배치되는 엘보우 유닛을 포함하고,
    상기 전방머슬유닛은 상기 상부 암에 상측이 결합되어 하측이 상기 상부 암의 전방으로 회동가능하게 마련되는 상부전방링크를 포함하고,
    상기 후방머슬유닛은 상기 상부 암에 상측이 결합되어 하측이 상기 상부 암의 후방으로 회동가능하게 마련되는 상부후방링크를 포함하고,
    상기 엘보우 유닛은 상기 상부 암과 상기 하부 암의 사이에서 후방으로 돌출가능하게 마련되는 엘보우 엣지부재를 포함하는 피규어 관절 구조체.
13. 제12항에 있어서,
    상기 하부 암이 회동됨에 따라 상기 상부 암과 상기 하부 암이 소정의 각도로 배치되는 경우, 상기 상부전방링크, 상기 상부후방링크 및 상기 엘보우 엣지부재 중 적어도 어느 하나는 상기 상부 암에서 돌출되어 배치되는 피규어 관절 구조체.
14. 제13항에 있어서,
    상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 작아지도록 회동되는 경우, 상기 상부전방링크의 하측은 상기 상부 암의 전방으로 회동되어 상기 상부 암의 전방으로 돌출되도록 이동되며, 상기 상부 후방링크의 하측은 상기 상부 암과 평평하게 배치되도록 이동되고, 상기 엘보우 엣지부재는 상기 상부 암과 상기 하부 암의 사이에서 후방으로 돌출되고,
    상기 하부 암이 상기 소정의 각도가 커지도록 회동되는 경우, 상기 상부전방링크의 하측은 상기 상부 암과 평평하게 배치되도록 이동되며, 상기 상부후방링크의 하측은 상기 상부 암의 후방으로 회동되어 상기 상부 암의 후방으로 돌출되도록 이동되는 피규어 관절 구조체.

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