KR20230137699A - Artificial ankle apparatus controlled more accurately - Google Patents

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KR20230137699A
KR20230137699A KR1020220035473A KR20220035473A KR20230137699A KR 20230137699 A KR20230137699 A KR 20230137699A KR 1020220035473 A KR1020220035473 A KR 1020220035473A KR 20220035473 A KR20220035473 A KR 20220035473A KR 20230137699 A KR20230137699 A KR 20230137699A
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우현수
조장호
김기영
신민기
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한국기계연구원
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Abstract

정밀 제어가 가능한 발목 의족장치는 베이스 유닛, 몸체부, 블록유닛, 구동유닛 및 회전유닛을 포함한다. 상기 베이스 유닛은 지면과 접촉한다. 상기 몸체부는 상기 베이스유닛에 상부 방향으로 고정되며, 내부에 제1 수납공간을 형성한다. 상기 블록유닛은 상기 몸체부의 상부에 회전 가능하도록 연결되며, 내부에 제2 수납공간을 형성한다. 상기 구동유닛은 상기 블록유닛에 고정되어, 제1 방향을 회전축으로 회전 구동력을 제공한다. 상기 회전유닛은 상기 제1 및 제2 수납공간들에 수납되어, 상기 구동유닛의 회전 구동력을 제공받으며, 상기 몸체부에 대하여 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 회전축으로 회전한다. An ankle prosthesis device capable of precise control includes a base unit, a body unit, a block unit, a drive unit, and a rotation unit. The base unit is in contact with the ground. The body portion is fixed to the base unit in an upward direction and forms a first storage space therein. The block unit is rotatably connected to the upper part of the body and forms a second storage space therein. The driving unit is fixed to the block unit and provides a rotational driving force with a rotation axis in a first direction. The rotation unit is stored in the first and second storage spaces, receives rotational driving force from the drive unit, and rotates the body in a second direction perpendicular to the first direction as a rotation axis.

Description

정밀 제어가 가능한 발목 의족장치{ARTIFICIAL ANKLE APPARATUS CONTROLLED MORE ACCURATELY}Ankle prosthesis device capable of precise control {ARTIFICIAL ANKLE APPARATUS CONTROLLED MORE ACCURATELY}

본 발명은 발목 의족 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 보행자의 보행을 능동 구동으로 보조함에 있어, 발목 각도의 제어를 보다 정밀하게 수행함으로써, 보행에서 필요한 다양한 동작들을 보다 정확하며 정밀하게 구현하여 보행자의 편의성을 향상시키는 정밀 제어가 가능한 발목 의족장치에 관한 것이다.The present invention relates to an ankle prosthesis device, and more specifically, in assisting a pedestrian's walking by active driving, by more precisely controlling the ankle angle, various movements required for walking are more accurately and precisely implemented, thereby improving the pedestrian's walking ability. This relates to an ankle prosthetic device that allows precise control to improve convenience.

사람의 절단된 부위를 대신하여 필요한 동작을 효과적으로 대체하기 위한 다양한 형태의 의수나 의족 등과 같은 신체 보조장치가 다양하게 개발되고 있다. A variety of body assistive devices, such as various types of prosthetic hands and prosthetic legs, are being developed to effectively replace necessary movements in place of amputated parts of a person.

또한, 이러한 신체 보조장치는 절단된 부위에 따라 다양하게 설계되고 있으며, 발목 의족의 경우, 보행자의 발목에 고정되어 보행자의 보행을 보조하는 역할을 수행한다. In addition, these body assistive devices are designed in various ways depending on the amputated part, and in the case of ankle prosthetics, they are fixed to the ankle of a pedestrian and serve to assist the pedestrian's walking.

예를 들어, 발목 의족 장치의 경우, 미국 등록특허 제9561118호나 미국 등록특허 제9693883호에서와 같이 액츄에이터가 소켓과 베이스 사이에 수직 방향으로 연장되어, 보행자의 보행에 따른 추진력을 제공하는 것이 대표적이다. For example, in the case of ankle prosthesis devices, as in US Patent No. 9561118 or US Patent No. 9693883, the actuator extends vertically between the socket and the base to provide propulsion according to the pedestrian's walking. .

그러나, 이러한 액츄에이터 구조의 발목 의족 장치의 경우, 액츄에이터 동작의 제어가 정밀하게 수행되지 못하는 한계로, 발목 의족 장치의 구동의 정확성이나 정밀성이 높지 않아 사용자의 불편함이 발생하는 한계가 있다. However, in the case of an ankle prosthesis device with such an actuator structure, there is a limitation in that control of the actuator motion cannot be performed precisely, and the accuracy or precision of the operation of the ankle prosthesis device is not high, causing discomfort to the user.

이에, 보다 정확한 구동을 제어하기 위해 웜기어 등과 같은 기어결합을 통한 구동 메커니즘이 적용되고 있으며, 일본국 공개특허 제2011-518633호에서와 같이, 대퇴절단 환자용 의족에 기어 구동 메커니즘이 적용된 바 있다. Accordingly, a drive mechanism through gear combination, such as a worm gear, is being applied to control the drive more accurately, and as in Japanese Patent Publication No. 2011-518633, a gear drive mechanism has been applied to a prosthetic leg for a patient with a femoral amputation.

다만, 대퇴부에 대한 의족 장치 외에, 발목 의족 장치에서도 기어 구동 메커니즘이 적용되어 보다 정확하고 정밀한 구동이 구현되면서도, 제작이 용이하여 상대적으로 간단한 설계 구조를 가지는 시스템에 대한 기술적 요구가 증가하고 있는 상황이다. However, in addition to prosthetic devices for the thigh, the gear drive mechanism is also applied to ankle prosthetic devices, so that more accurate and precise driving is realized, and the technical demand for a system that is easy to manufacture and has a relatively simple design structure is increasing. .

미국 등록특허 제9561118호US Patent No. 9561118 미국 등록특허 제9693883호US Patent No. 9693883 일본국 공개특허 제2011-518633호Japanese Patent Publication No. 2011-518633

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 보행자의 보행을 능동 구동으로 보조함에 있어, 발목 각도의 제어를 보다 정밀하게 수행함으로써, 보행에서 필요한 다양한 동작들을 보다 정확하며 정밀하게 구현하여 보행자의 편의성을 향상시키고, 간단한 구동 메커니즘으로 제작 및 설계가 용이한 정밀 제어가 가능한 발목 의족장치를 제공하는 것이다. Accordingly, the technical problem of the present invention was conceived in this regard, and the purpose of the present invention is to assist pedestrians in walking through active driving, by more precisely controlling the ankle angle, thereby making various movements required for walking more accurate. The goal is to provide an ankle prosthesis device that improves pedestrian convenience by implementing it precisely and allows precise control that is easy to manufacture and design with a simple driving mechanism.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 의한 발목 의족장치는 베이스 유닛, 몸체부, 블록유닛, 구동유닛 및 회전유닛을 포함한다. 상기 베이스 유닛은 지면과 접촉한다. 상기 몸체부는 상기 베이스유닛에 상부 방향으로 고정되며, 내부에 제1 수납공간을 형성한다. 상기 블록유닛은 상기 몸체부의 상부에 회전 가능하도록 연결되며, 내부에 제2 수납공간을 형성한다. 상기 구동유닛은 상기 블록유닛에 고정되어, 제1 방향을 회전축으로 회전 구동력을 제공한다. 상기 회전유닛은 상기 제1 및 제2 수납공간들에 수납되어, 상기 구동유닛의 회전 구동력을 제공받으며, 상기 몸체부에 대하여 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 회전축으로 회전한다.An ankle prosthesis device according to an embodiment for realizing the object of the present invention described above includes a base unit, a body part, a block unit, a drive unit, and a rotation unit. The base unit is in contact with the ground. The body portion is fixed to the base unit in an upward direction and forms a first storage space therein. The block unit is rotatably connected to the upper part of the body and forms a second storage space therein. The driving unit is fixed to the block unit and provides a rotational driving force with a rotation axis in a first direction. The rotation unit is stored in the first and second storage spaces, receives rotational driving force from the drive unit, and rotates the body in a second direction perpendicular to the first direction as a rotation axis.

일 실시예에서, 상기 회전유닛의 회전에 따라, 상기 블록유닛 및 상기 구동유닛도 상기 회전유닛과 함께 상기 몸체부에 대하여 상기 제2 방향을 회전축으로 회전할 수 있다. In one embodiment, as the rotation unit rotates, the block unit and the drive unit may also rotate together with the rotation unit in the second direction with respect to the body portion.

일 실시예에서, 상기 제1 방향은 상기 베이스유닛의 연장 방향을 향하며, 상기 제2 방향은 보행자의 보행시에 발목이 회전하는 회전축일 수 있다. In one embodiment, the first direction may be toward the extension direction of the base unit, and the second direction may be a rotation axis around which the pedestrian's ankle rotates when walking.

일 실시예에서, 상기 블록유닛은, 상기 몸체부에 상부 방향으로 연결되는 확장 프레임, 및 상기 확장 프레임의 상부에서, 내부에 내부 수납공간을 형성하는 웜 블록을 포함할 수 있다. In one embodiment, the block unit may include an expansion frame connected to the body in an upward direction, and a worm block forming an internal storage space at the top of the expansion frame.

일 실시예에서, 상기 구동유닛은, 상기 회전 구동력을 발생시키는 구동모터, 및 상기 구동모터에 연결되며 외주면을 따라 기어치(齒)가 형성되며, 상기 웜 블록의 내부에서 연장되는 웜기어를 포함할 수 있다. In one embodiment, the drive unit may include a drive motor that generates the rotational driving force, and a worm gear connected to the drive motor, having gear teeth formed along the outer peripheral surface, and extending from the inside of the worm block. You can.

일 실시예에서, 상기 구동모터는, 상기 웜 블록의 전면(前面)에 고정될 수 있다. In one embodiment, the drive motor may be fixed to the front of the worm block.

일 실시예에서, 상기 회전유닛은, 상기 웜기어에 기어 결합되어 회전 구동력을 전달받는 웜휠, 상기 웜휠의 외부를 커버하며 상기 확장 프레임에 고정되는 고정유닛, 및 상기 고정유닛의 하부에 형성되는 회전블록을 포함할 수 있다. In one embodiment, the rotation unit includes a worm wheel geared to the worm gear and receiving rotational driving force, a fixing unit that covers the outside of the worm wheel and is fixed to the expansion frame, and a rotation block formed in a lower part of the fixing unit. may include.

일 실시예에서, 상기 회전유닛은, 상기 웜휠의 회전 중심에 연결되어 상기 제2 방향을 회전축으로 회전하며, 끝단은 상기 몸체부의 수직 프레임에 고정되는 웜휠 구동축을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, the rotation unit may further include a worm wheel drive shaft that is connected to the rotation center of the worm wheel and rotates in the second direction as a rotation axis, and an end of which is fixed to the vertical frame of the body portion.

일 실시예에서, 상기 고정유닛 및 상기 회전블록은, 하부방향을 향하여 확장되는 부채꼴 형상을 가질 수 있다. In one embodiment, the fixing unit and the rotating block may have a fan-shaped shape extending downward.

일 실시예에서, 상기 회전블록은, 외면이 상기 몸체부의 수평 프레임과 마주하며 라운드 된 형상을 가질 수 있다. In one embodiment, the rotation block may have an outer surface that faces the horizontal frame of the body and has a rounded shape.

일 실시예에서, 상기 블록유닛의 상면에 고정되며, 상측으로는 보행자의 절단 부위에 연결되는 상측 연결부가 형성되는 연결유닛을 더 포함할 수 있다. In one embodiment, it may further include a connection unit that is fixed to the upper surface of the block unit and has an upper connection portion formed on the upper side to be connected to the cut portion of the pedestrian.

본 발명의 실시예들에 의하면, 구동유닛과 회전유닛 사이에서 웜기어의 기어 연결 메커니즘이 적용됨에 따라, 구동유닛의 구동력이 방향이 전환되는 것은 물론이며, 회전유닛의 회전 구동을 매우 정밀하고 정확하게 제어할 수 있다. According to embodiments of the present invention, as the gear connection mechanism of the worm gear is applied between the drive unit and the rotation unit, the driving force of the drive unit is not only changed in direction, but also the rotation drive of the rotation unit is controlled very precisely and accurately. can do.

즉, 회전유닛의 회전 구동은 보행자의 보행시의 발목의 회전 구동을 구현하는 것으로, 상기 회전유닛의 회전 구동이 정밀하고 정확하게 제어됨에 따라, 실제 보행자의 보행시의 발목의 구동을 보다 정밀하고 정확하게 구현할 수 있어, 보행자의 보행시의 편의성이 향상된다. In other words, the rotational drive of the rotation unit implements the rotational drive of the ankle when a pedestrian walks. As the rotational drive of the rotation unit is precisely and accurately controlled, the actual ankle movement of the pedestrian when walking is more precise and accurate. This can be implemented, improving the convenience of pedestrians when walking.

또한, 상기 웜기어의 구동 메커니즘이 적용됨에 따라, 상기 구동유닛을 몸체부의 전단을 향하도록 위치시킬 수 있어, 발목 의족장치의 설계의 용이성 및 제작의 용이성이 향상된다. In addition, as the drive mechanism of the worm gear is applied, the drive unit can be positioned toward the front end of the body, thereby improving the ease of designing and manufacturing the ankle prosthesis device.

또한, 회전유닛을 구성하는 고정유닛과 회전블록의 경우, 하부로 갈수록 확장되는 부채꼴 형상을 가지는 것으로, 보행자의 보행시 발생되는 외력에 대한 지지력을 향상시키며 전체적인 구조적 안전성을 유지할 수 있다. In addition, the fixed unit and rotating block that make up the rotating unit have a fan-shaped shape that expands toward the bottom, improving support against external forces generated when pedestrians walk and maintaining overall structural safety.

특히, 상기 회전블록의 경우, 외면이 라운드 된 형상을 가지므로, 상기 회전블록과 상기 몸체부가 상대적으로 회전하는 경우, 마찰력을 최소화하여 정밀한 구동 제어가 가능할 수 있다. In particular, in the case of the rotating block, the outer surface has a rounded shape, so when the rotating block and the body portion rotate relative to each other, precise driving control can be possible by minimizing friction.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 발목 의족장치를 도시한 전면 사시도이다.
도 2는 도 1의 발목 의족장치를 도시한 후면 사시도이다.
도 3은 도 1의 발목 의족장치를 도시한 전면도이고, 도 4는 도 1의 발목 의족장치를 도시한 후면도이다.
도 5는 도 1의 발목 의족장치에서 웜기어와 웜휠의 연결 상태를 도시한 내부 사시도이다.
Figure 1 is a front perspective view showing an ankle prosthesis device according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a rear perspective view showing the ankle prosthesis device of Figure 1.
FIG. 3 is a front view showing the ankle prosthesis device of FIG. 1, and FIG. 4 is a rear view showing the ankle prosthesis device of FIG. 1.
Figure 5 is an internal perspective view showing the connection state of the worm gear and worm wheel in the ankle prosthesis device of Figure 1.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. Since the present invention can be subject to various changes and can have various forms, embodiments will be described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention. While describing each drawing, similar reference numerals are used for similar components. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 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 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. In this application, terms such as “comprise” or “consist of” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that this does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

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 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 발목 의족장치를 도시한 전면 사시도이다. 도 2는 도 1의 발목 의족장치를 도시한 후면 사시도이다. 도 3은 도 1의 발목 의족장치를 도시한 전면도이고, 도 4는 도 1의 발목 의족장치를 도시한 후면도이다. 도 5는 도 1의 발목 의족장치에서 웜기어와 웜휠의 연결 상태를 도시한 내부 사시도이다. Figure 1 is a front perspective view showing an ankle prosthesis device according to an embodiment of the present invention. Figure 2 is a rear perspective view showing the ankle prosthesis device of Figure 1. FIG. 3 is a front view showing the ankle prosthesis device of FIG. 1, and FIG. 4 is a rear view showing the ankle prosthesis device of FIG. 1. Figure 5 is an internal perspective view showing the connection state of the worm gear and worm wheel in the ankle prosthesis device of Figure 1.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시예에 의한 발목 의족장치(10)는 베이스 유닛(100), 몸체부(200), 블록유닛(300), 구동유닛(400), 회전유닛(500) 및 연결유닛(600)을 포함한다. 1 to 5, the ankle prosthesis device 10 according to this embodiment includes a base unit 100, a body portion 200, a block unit 300, a drive unit 400, and a rotation unit 500. and a connection unit 600.

이 경우, 상기 발목 의족장치(10)는 발목에 대한 보조가 필요한 보행자에 대하여, 발목에 연결되어 보행자의 보행을 보조하는 장치로서, 실질적으로 보행자의 보행시 발목의 동작 상태를 구현하게 된다. In this case, the ankle prosthetic device 10 is a device that is connected to the ankle of a pedestrian who needs ankle assistance and assists the pedestrian's walking, and substantially implements the operating state of the ankle when the pedestrian walks.

구체적으로, 상기 베이스 유닛(100)은 지면과 접촉하는 부분으로, 제1 베이스 프레임(110) 및 제2 베이스 프레임(120)을 포함한다. Specifically, the base unit 100 is a part in contact with the ground and includes a first base frame 110 and a second base frame 120.

이 경우, 상기 제1 베이스 프레임(110)은, 상기 발목 의족장치(10)가 정 위치(도 1에서와 같이 발목 의족장치가 별도의 외력이 제공되지 않은 상태에서 지면 상에 위치한 상태)에 위치한 상태에서, 제1 방향(X)을 따라 연장될 수 있으나, 전체적으로 발바닥의 형상과 같이 유연한 곡면 형상을 가지며 연장될 수 있다. In this case, the first base frame 110 is positioned so that the ankle prosthetic device 10 is in a normal position (as shown in FIG. 1, the ankle prosthetic device is positioned on the ground without a separate external force). In this state, it may extend along the first direction (X), but may have an overall flexible curved shape like the shape of the sole of the foot.

이 때, 상기 제1 베이스 프레임(110)이 가지는 곡면 형상은 다양하게 설계될 수 있음은 자명하며, 전체적으로 전단에 위치하는 전단부(111)와 후단에 위치하는 후단부(112)가 각각 지면에 접촉하도록 형성될 수 있다. At this time, it is obvious that the curved shape of the first base frame 110 can be designed in various ways, and the front end 111 located at the front and the rear end 112 located at the rear are each on the ground. It can be formed to contact.

한편, 상기 제2 베이스 프레임(120)은 상기 제1 베이스 프레임(110)의 전단부(111)에 연결될 수 있으며, 전체적으로 상기 제1 베이스 프레임(120)의 연장 방향인 제1 방향(X)에 대하여 소정의 경사각을 가지며 연장될 수 있다. Meanwhile, the second base frame 120 may be connected to the front end 111 of the first base frame 110 and generally extends in the first direction (X) of the first base frame 120. It may be extended with a predetermined inclination angle.

이 경우, 상기 제2 베이스 프레임(120) 역시 전체적으로 유연한 곡면 형상을 가질 수 있고, 이러한 유연한 곡면은 다양하게 설계될 수 있으며, 상기 경사각 역시 다양하게 가변될 수 있다. In this case, the second base frame 120 may also have an overall flexible curved shape, this flexible curved surface may be designed in various ways, and the inclination angle may also be varied.

다만, 상기 제2 베이스 프레임(120)의 전단부(121)는 정 위치에서 지면에 접촉할 수 있으며, 상기 제2 베이스 프레임(120)의 후단부(122)는 상기 제2 베이스 프레임(120)의 연장방향을 고려하여, 지면으로부터 소정높이만큼 상부 방향으로 위치할 수 있다. However, the front end 121 of the second base frame 120 may be in contact with the ground at a fixed position, and the rear end 122 of the second base frame 120 may be in contact with the ground at a fixed position. Considering the direction of extension, it can be positioned upward by a predetermined height from the ground.

한편, 이상과 같이 본 실시예에서 상기 발목 의족장치(10)의 베이스 유닛(100)이 제1 및 제2 베이스 프레임들(110, 120)을 포함하는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않으며, 상기 베이스 유닛(100)은 하나의 일체화된 베이스 프레임으로 형성될 수도 있다. Meanwhile, as described above, in this embodiment, the base unit 100 of the ankle prosthesis device 10 has been described as including first and second base frames 110 and 120, but the base is not limited thereto. Unit 100 may be formed as one integrated base frame.

상기 몸체부(200)는 상기 제2 베이스 프레임(120)의 후단부(122)에 고정되며, 상부방향으로 연장된다. The body portion 200 is fixed to the rear end 122 of the second base frame 120 and extends upward.

이 경우, 상기 몸체부(200)의 연장되는 방향은 상기 제2 베이스 프레임(120)의 후단부(122)의 연장 방향에 수직인 것으로, 정확하게는 지면에 대한 수직 방향은 아닐 수 있으나, 전체적으로는 지면의 상부에 위치하는 보행자의 발목을 향하는 방향으로 상부 방향을 향할 수 있다. In this case, the direction in which the body portion 200 extends is perpendicular to the direction in which the rear end 122 of the second base frame 120 extends, and may not be exactly perpendicular to the ground, but overall It may be directed upward in a direction toward the ankles of pedestrians located at the top of the ground.

또한, 상기 몸체부(200)의 연장되는 방향은, 보행자의 보행 상태에 따라 다양하게 가변될 수 있다. Additionally, the direction in which the body portion 200 extends may vary depending on the walking state of the pedestrian.

상기 몸체부(200)는 한 쌍의 제1 및 제2 수직 프레임들(210, 220), 및 수평 프레임(230)을 포함한다. The body portion 200 includes a pair of first and second vertical frames 210 and 220, and a horizontal frame 230.

상기 수평 프레임(230)은 상기 몸체부(200)를 상기 제2 베이스 프레임(120)의 후단부(122) 상에 고정시키는 것으로, 상기 후단부(122)에 밀착되어 소정 면적으로 고정된다. The horizontal frame 230 fixes the body portion 200 on the rear end 122 of the second base frame 120, and is in close contact with the rear end 122 and fixed to a predetermined area.

상기 제1 및 제2 수직 프레임들(210, 220)은 상기 수평 프레임(230)으로부터 상부방향으로 서로 평행하게 연장되는데, 이 경우, 상기 수평 프레임(230)의 제2 방향(Y)으로의 양 측 끝단으로부터 각각 상부방향으로 연장될 수 있다. 이 때, 상기 제2 방향(Y)은 상기 제1 방향(X)에 수직인 방향이다. The first and second vertical frames 210 and 220 extend parallel to each other in an upward direction from the horizontal frame 230. In this case, the amount of the horizontal frame 230 in the second direction (Y) Each may extend upward from the side end. At this time, the second direction (Y) is a direction perpendicular to the first direction (X).

이상과 같이 상기 제1 및 제2 수직 프레임들(210, 220)이 상부방향으로 소정길이 만큼 연장됨에 따라, 상기 몸체부(200)의 내부에는, 제1 수납공간(201)이 형성된다. As described above, as the first and second vertical frames 210 and 220 extend upward by a predetermined length, a first storage space 201 is formed inside the body portion 200.

상기 블록유닛(300)은 상기 몸체부(200)의 상부에 연결되는 것으로, 웜블록(310), 및 한 쌍의 제1 및 제2 확장 프레임들(320, 330)을 포함한다. The block unit 300 is connected to the upper part of the body 200 and includes a warm block 310 and a pair of first and second expansion frames 320 and 330.

상기 제1 및 제2 확장 프레임들(320, 330)은 각각 상기 제1 및 제2 수직 프레임들(210, 220)에 연결되는 것으로, 상기 제1 및 제2 수직 프레임들(210, 220)로부터 상부 방향으로 연장된다. The first and second expansion frames 320 and 330 are connected to the first and second vertical frames 210 and 220, respectively, and extend from the first and second vertical frames 210 and 220. extends toward the top.

한편, 상기 제1 및 제2 확장 프레임들(320, 330)은 각각 상기 제1 및 제2 수직 프레임들(210, 220)에 대하여 상대적으로 회전 가능하도록 연결된다. 즉, 상기 제1 및 제2 확장 프레임들(320, 330)은 상기 제1 및 제2 수직 프레임들(210, 220)에 대하여 도면에 도시된 바와 같이, 상기 제2 방향(Y)을 회전 중심축으로 상대적으로 회전하며, 이러한 상대적인 회전 구동에 대하여는 후술한다. Meanwhile, the first and second extension frames 320 and 330 are connected to be rotatable relative to the first and second vertical frames 210 and 220, respectively. That is, the first and second extension frames 320 and 330 rotate in the second direction (Y) with respect to the first and second vertical frames 210 and 220, as shown in the drawing. It rotates relative to the axis, and this relative rotation drive will be described later.

한편, 상기 제1 및 제2 확장 프레임들(320, 330)이 상부 방향으로 연장되며, 상기 제1 및 제2 확장 프레임들(320, 330)이 상기 제2 방향(Y)을 따라 서로 이격되도록 배치되므로, 상기 제1 및 제2 확장 프레임들(320, 330) 사이에는 제2 수납공간(301)이 형성된다. Meanwhile, the first and second extension frames 320 and 330 extend upward, and the first and second extension frames 320 and 330 are spaced apart from each other along the second direction (Y). As it is arranged, a second storage space 301 is formed between the first and second expansion frames 320 and 330.

이 경우, 상기 제2 수납공간(301)은 실질적으로 상기 제1 수납공간(201)의 상부에 형성되는 것으로, 상기 제1 및 제2 수납공간들(201, 301)은 서로 개방되는 상태로 하나의 공간을 형성할 수 있다. In this case, the second storage space 301 is substantially formed in the upper part of the first storage space 201, and the first and second storage spaces 201 and 301 are open to each other. can form a space of

상기 웜블록(310)은 상기 제1 및 제2 확장 프레임들(320, 330)의 상부에 소정의 블록(block) 형상을 가지도록 형성되며, 예를 들어 사각 블록 형상일 수 있으나, 그 형상이 제한되지는 않는다. 다만, 이하에서는 상기 웜블록(310)이 사각 블록 형상을 가지는 것을 예시하여 설명한다. The warm block 310 is formed to have a predetermined block shape on the upper part of the first and second expansion frames 320 and 330. For example, it may have a square block shape, but its shape is It is not limited. However, hereinafter, the warm block 310 will be explained by taking the example of having a square block shape.

즉, 상기 웜블록(310)은 도 2 내지 도 4를 통해 확인되는 바와 같이, 상기 제1 및 제2 확장 프레임들(320, 330)이 연결되는 한 쌍의 측면들 외에, 양의 제1 방향(+X)을 향하는 방향으로 형성되는 전면부(311), 및 음의 제1 방향(-X)을 향하는 방향으로 형성되는 후면부(312)를 포함한다. That is, as can be seen from FIGS. 2 to 4, the warm block 310 has a positive first direction in addition to a pair of side surfaces to which the first and second expansion frames 320 and 330 are connected. It includes a front part 311 formed in a direction facing (+X), and a rear part 312 formed in a direction facing a negative first direction (-X).

이에, 상기 웜블록(310)의 하면부는 상기 제1 및 제2 확장 프레임들(320, 330)의 사이에 형성되는 상기 제2 수납공간(301)을 향하게 되며, 상기 웜블록(310)의 상면부에는 후술되는 상기 연결유닛(600)이 고정된다. Accordingly, the lower surface of the warm block 310 faces the second storage space 301 formed between the first and second expansion frames 320 and 330, and the upper surface of the warm block 310 The connection unit 600, which will be described later, is fixed to the part.

상기 웜블록(310)에서, 상기 전면부(311)에는 상기 구동유닛(400)이 연결되며, 상기 구동유닛(400)은 상기 전면부(311)로부터 상기 후면부(312)까지 연장되도록 상기 웜블록(310) 상에 결합된다. In the warm block 310, the driving unit 400 is connected to the front part 311, and the driving unit 400 extends from the front part 311 to the rear part 312. It is bound to the (310) phase.

본 실시예에 의한 상기 발목 의족장치(10)에서는, 보행자가 상기 발목 의족장치(10)를 착용하는 경우, 상기 제1 방향(X)이 보행자가 보행하는 방향에 해당되며, 상기 발목 의족장치(10)의 구조상 상기 몸체부(200)가 상기 베이스 유닛(100)의 후단에 연결되므로 상대적으로 상기 베이스 유닛(100)의 전단측으로는 공간적인 여유가 존재한다. In the ankle prosthesis device 10 according to this embodiment, when a pedestrian wears the ankle prosthesis device 10, the first direction (X) corresponds to the direction in which the pedestrian walks, and the ankle prosthesis device ( Due to the structure of 10), the body portion 200 is connected to the rear end of the base unit 100, so there is relatively space at the front end of the base unit 100.

이에, 상기 구동유닛(400)이 상기 웜블록(310)의 전면부(311)에 연결됨으로써, 상대적으로 공간적인 여유를 가지는 부분에 위치할 수 있으며, 이에 따라 상기 발목 의족장치(10)의 설계의 용이성 및 제작의 편의성이 향상되며, 실제 보행자가 상기 발목 의족장치(10)를 착용한 상태에서 보행의 편의성도 향상될 수 있다. Accordingly, the drive unit 400 is connected to the front part 311 of the warm block 310, so that it can be located in a part with relatively space, and accordingly, the design of the ankle prosthesis device 10 The ease of use and convenience of manufacturing are improved, and the convenience of walking while an actual pedestrian is wearing the ankle prosthesis device 10 can also be improved.

즉, 상기 구동유닛(400)이 상기 웜블록(310)의 측면부에 연결된다면, 상대적으로 보행하는 과정에서 정상 발목(또는, 양쪽 발목에 모두 의족장치가 착용된 경우라면, 다른 발목에 착용되는 의족장치)과 접촉하여 보행의 편의성이 저하될 수 있으므로, 본 실시예를 통해 이러한 문제를 방지할 수 있다. That is, if the drive unit 400 is connected to the side part of the warm block 310, the normal ankle (or, if prosthetic devices are worn on both ankles, the prosthetic leg worn on the other ankle) during relative walking. Since the convenience of walking may be reduced due to contact with the device), this problem can be prevented through this embodiment.

상기 구동유닛(400)은 구동모터(410), 구동축(420) 및 웜기어(430)를 포함한다. The drive unit 400 includes a drive motor 410, a drive shaft 420, and a worm gear 430.

이 경우, 상기 구동모터(410)는 회전 구동력을 발생시키는, 예를들어 구동모터일 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 상기 웜블록(310)의 전면부(311)에 연결된다. In this case, the drive motor 410 may be a drive motor that generates a rotational drive force, for example, and is connected to the front part 311 of the worm block 310 as described above.

상기 구동축(420)은 상기 구동모터(410)로부터 상기 제1 방향(X)으로 연장되어 상기 구동모터(410)의 회전 구동력에 의해 회전하는데, 상기 구동축(420)은 도시된 바와 같이, 상기 웜블록(310)을 관통하여 상기 후면부(312)까지 연장될 수 있다. The drive shaft 420 extends from the drive motor 410 in the first direction (X) and rotates by the rotational driving force of the drive motor 410. As shown, the drive shaft 420 is connected to the worm. It may extend through the block 310 to the rear portion 312.

이 경우, 도면을 통해서는 상기 구동모터(410)가 상기 웜블록(310)의 전면부(311)에 연결되며 상기 구동축(420)이 상기 웜블록(310)을 관통하는 것을 예시하였으나, 이와 달리, 상기 구동모터(410)는 상기 웜블록(310)의 후면부(312)에 연결되며 상기 구동축(420)이 상기 웜블록(310)을 관통하여 상기 전면부(311)로 연장될 수도 있다. In this case, the drawing illustrates that the drive motor 410 is connected to the front part 311 of the worm block 310 and the drive shaft 420 penetrates the worm block 310. However, unlike this, , the drive motor 410 is connected to the rear portion 312 of the worm block 310, and the drive shaft 420 may extend through the worm block 310 to the front portion 311.

한편, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 웜블록(310)은 내부에 소정의 내부 수납공간(302)을 형성하는 것으로, 상기 수납공간(302)을 통해 상기 구동축(420)이 연장된다. Meanwhile, as shown in FIG. 5, the worm block 310 forms a predetermined internal storage space 302 inside, and the drive shaft 420 extends through the storage space 302.

상기 웜기어(430)의 경우, 상기 구동축(420)의 외주면을 따라 형성될 수 있으며, 이와 달리 상기 구동축(420) 자체가 웜기어로서 형성될 수도 있음은 자명하다. In the case of the worm gear 430, it may be formed along the outer peripheral surface of the drive shaft 420. Alternatively, it is obvious that the drive shaft 420 itself may be formed as a worm gear.

또한, 상기 웜기어(430)는 상기 웜블록(310)이 형성하는 상기 내부 수납공간(302) 상에 위치하는 것으로, 상기 구동모터(410)가 상기 제1 방향(X)을 회전 중심축으로 회전하는 경우, 이에 의해 동일하게 상기 제1 방향(X)을 회전 중심축으로 회전한다. In addition, the worm gear 430 is located on the internal storage space 302 formed by the worm block 310, and the drive motor 410 rotates in the first direction (X) about the rotation center axis. In this case, the first direction (X) is equally rotated as the central axis of rotation.

상기 웜기어(430)의 경우, 외주면을 따라 기어치(齒)가 형성되어, 후술되는 상기 회전유닛(500)과 기어결합을 통해 구동력을 전달한다. In the case of the worm gear 430, gear teeth are formed along the outer peripheral surface, and the driving force is transmitted through gear engagement with the rotation unit 500, which will be described later.

상기 회전유닛(500)은 상기 구동유닛(400)으로부터 구동력을 전달받으며, 웜휠(510), 고정유닛(520) 및 회전블록(530)을 포함한다. The rotation unit 500 receives driving force from the drive unit 400 and includes a worm wheel 510, a fixing unit 520, and a rotation block 530.

상기 웜휠(510)은 휠(wheel) 형상을 가지며 외주면에 형성된 기어치(齒)가 상기 웜기어(430)의 기어치에 기어결합되며, 상기 제2 방향(Y)을 회전 중심축으로 회전한다. The worm wheel 510 has a wheel shape, and gear teeth formed on the outer peripheral surface are coupled to the gear teeth of the worm gear 430, and rotate in the second direction (Y) about the central axis of rotation.

즉, 상기 웜기어(430)가 상기 제1 방향(X)을 회전 중심축으로 회전하는 경우, 이러한 회전 구동력을 전달받으며 회전 방향을 전환하여 상기 제2 방향(Y)을 회전 중심축으로 회전하게 된다. That is, when the worm gear 430 rotates in the first direction (X) about the central axis of rotation, it receives this rotational driving force and changes the direction of rotation to rotate in the second direction (Y) about the central axis of rotation. .

이 때, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 웜휠(510)의 회전 중심은 웜휠 구동축(511)에 연결되며, 상기 웜휠 구동축(511)은 상기 제1 확장 프레임(320)을 관통하여 상기 제1 수직 프레임(210) 상에 고정된다. At this time, as shown in FIG. 5, the rotation center of the worm wheel 510 is connected to the worm wheel drive shaft 511, and the worm wheel drive shaft 511 penetrates the first expansion frame 320 and extends the first extension frame 320. It is fixed on a vertical frame (210).

이 경우, 도시된 바와 달리, 상기 웜휠 구동축(511)이 상기 제2 확장 프레임(320)을 관통하여 상기 제2 수직 프레임(220) 상에 고정될 수도 있으며, 상기 웜휠 구동축(511)이 상기 제1 및 제2 수직 프레임들(210, 220) 모두에 고정될 수도 있다. In this case, unlike shown, the worm wheel drive shaft 511 may pass through the second expansion frame 320 and be fixed on the second vertical frame 220, and the worm wheel drive shaft 511 may be fixed to the second vertical frame 220. It may be fixed to both the first and second vertical frames 210 and 220.

즉, 상기 웜휠 구동축(511)은 결국 상기 몸체부(200) 상에 고정되는 것으로, 상기 웜휠(510)이 구동되는 회전 구동력은 상기 몸체부(200)로 전달된다. That is, the worm wheel drive shaft 511 is ultimately fixed on the body 200, and the rotational driving force by which the worm wheel 510 is driven is transmitted to the body 200.

따라서, 상기 웜블록(310)과 상기 제1 및 제2 확장 프레임들(320, 330)로 구성되는 상기 블록유닛(300)은 상기 웜휠(510)의 회전 구동과 무관하게 고정된 상태를 유지하게 되며, 상기 웜휠(510)의 회전 구동에 의해서는 상기 몸체부(200) 및 상기 몸체부(200)가 고정되는 상기 베이스유닛(100)이 회전 구동력을 전달받게 된다. Therefore, the block unit 300 consisting of the worm block 310 and the first and second expansion frames 320 and 330 maintains a fixed state regardless of the rotational drive of the worm wheel 510. By rotating the worm wheel 510, the body 200 and the base unit 100 to which the body 200 is fixed receive rotational driving force.

이에 따라, 전체적으로 상기 블록유닛(300)과, 상기 몸체부(200) 및 상기 베이스유닛(100)은 상대적인 회전 구동을 수행하게 되며, 이러한 상대적인 회전 구동의 회전 방향은 도 1을 통해 화살표로 도시된 바와 같이 상기 제2 방향(Y)을 회전 중심축으로 하는 회전 방향이 된다. Accordingly, the block unit 300, the body portion 200, and the base unit 100 as a whole perform a relative rotation drive, and the rotation direction of this relative rotation drive is shown by an arrow in FIG. 1. As shown, it becomes a rotation direction with the second direction (Y) as the rotation center axis.

한편, 상기 고정유닛(520)은 상기 웜휠(510)의 외부를 커버하면서 상기 웜블록(310)과 상기 몸체부(200)의 사이에 형성되는 제1 및 제2 수납공간들(201, 301)에 위치한다. Meanwhile, the fixing unit 520 covers the outside of the worm wheel 510 and includes first and second storage spaces 201 and 301 formed between the worm block 310 and the body 200. It is located in

상기 고정유닛(520)은 고정 블록(521) 및 고정면(522)을 포함하며, 상기 고정유닛(520)의 하부에는 상기 회전 블록(530)이 고정된다. The fixing unit 520 includes a fixing block 521 and a fixing surface 522, and the rotation block 530 is fixed to the lower part of the fixing unit 520.

즉, 상기 고정블록(521)은 상부측은 상기 제2 수납공간(301)에 위치하며, 상기 웜휠(510)의 상부를 커버하도록 배치되며, 상기 고정블록(521)의 하부측에는 상기 고정면(522)이 형성된다. That is, the upper side of the fixing block 521 is located in the second storage space 301 and is arranged to cover the upper part of the worm wheel 510, and the fixing surface 522 is located on the lower side of the fixing block 521. ) is formed.

이 경우, 상기 고정블록(521)은 상부측으로부터 하부측으로 갈수록 확장되는 형상을 가지는 부채꼴 형상으로 형성될 수 있으며, 상기 제2 방향(Y)을 따라서는 일정한 너비를 가지도록 형성될 수 있다. In this case, the fixing block 521 may be formed in a fan-shaped shape that expands from the upper side to the lower side, and may be formed to have a constant width along the second direction (Y).

이와 같이, 상기 고정블록(521)이 하부로 갈수록 확장되는 부채꼴 형상을 가지도록 형성됨에 따라, 상부측에서 설계의 여유를 제공할 수 있어 상기 구동모터(410)가 상기 웜블록(310)에 인접하도록 배치될 수 있으며, 이와 동시에 상기 웜휠(510)에 대한 커버가 가능하여 안정적인 구조를 형성할 수 있다. In this way, as the fixed block 521 is formed to have a fan-shaped shape that expands toward the bottom, design margin can be provided at the upper side, so that the drive motor 410 is adjacent to the warm block 310. It can be arranged to do so, and at the same time, it is possible to cover the worm wheel 510 to form a stable structure.

상기 고정면(522) 상에는 앞서 설명한 바와 같이 상기 회전블록(530)이 형성되는데, 상기 회전블록(530)은 외면이 부채꼴의 원주면과 같은 라운드된 형상을 가진다. 이 경우, 상기 회전블록(530)의 너비 역시 상기 고정블록(521)의 너비와 유사하도록 형성될 수 있다. As described above, the rotation block 530 is formed on the fixing surface 522, and the rotation block 530 has a rounded outer surface like a fan-shaped peripheral surface. In this case, the width of the rotating block 530 may also be formed to be similar to the width of the fixed block 521.

즉, 상기 회전블록(530)의 외면, 즉 하부면은 라운드된 형상을 가지는 것으로, 상기 제1 수납공간(201)에 위치하며, 상기 몸체부(200)의 수평 프레임(230)과 마주하도록 배치된다. That is, the outer surface, that is, the lower surface, of the rotation block 530 has a round shape, is located in the first storage space 201, and is arranged to face the horizontal frame 230 of the body portion 200. do.

이 경우, 상기 회전블록(530)의 외면과 상기 수평 프레임(230)은 소정의 간격을 가지도록 서로 이격될 수 있다. In this case, the outer surface of the rotation block 530 and the horizontal frame 230 may be spaced apart from each other at a predetermined distance.

이에 따라, 상기 회전블록(530)이 상기 몸체부(200)의 제1 및 제2 수직 프레임들(210, 220)에 대하여 상기 제2 방향(Y)을 회전 중심축으로 상대적으로 회전하는데, 이러한 회전시에 상기 회전블록(530)과 상기 수평 프레임(230) 사이에서의 마찰을 최소화할 수 있다. Accordingly, the rotation block 530 rotates relative to the central axis of rotation in the second direction (Y) with respect to the first and second vertical frames 210 and 220 of the body portion 200. When rotating, friction between the rotation block 530 and the horizontal frame 230 can be minimized.

이상과 같이, 상기 구동모터(410)에서 발생된 회전 구동력은 상기 웜기어(430)를 통해 상기 웜휠(510)과 상기 웜휠 구동축(511)을 상기 제2 방향(Y)을 회전 중심축으로 하여 회전시킨다. As described above, the rotational driving force generated by the drive motor 410 rotates the worm wheel 510 and the worm wheel drive shaft 511 through the worm gear 430 with the second direction (Y) as the rotation center axis. I order it.

이에, 상기 웜휠 구동축(511)이 고정되는 상기 몸체부(200)도 상기 웜흴(510)의 회전에 의해 회전하게 되는데, 이에 따라 상기 몸체부(200)는 상기 블록유닛(300)에 대하여 상대적으로 회전하게 된다. Accordingly, the body portion 200 to which the worm wheel drive shaft 511 is fixed is also rotated by the rotation of the worm wheel 510, and accordingly, the body portion 200 moves relative to the block unit 300. It rotates.

또한, 상기 고정유닛(520) 및 상기 회전블록(530)은 상기 블록유닛(300)에 고정되는 것으로, 결과적으로 상기 몸체부(200)와 상기 회전블록(530)은 상대적으로 회전하게 된다. In addition, the fixing unit 520 and the rotation block 530 are fixed to the block unit 300, and as a result, the body portion 200 and the rotation block 530 rotate relatively.

한편, 상기 연결유닛(600)은 상기 블록유닛(300)의 상부에 고정되는 것으로, 상부로 보행자의 신체가 연결되는 상측 연결부(620)가 연장되며, 상부 커버부(610)를 통해 상기 웜블록(310)의 상면에 고정된다. Meanwhile, the connection unit 600 is fixed to the upper part of the block unit 300, and the upper connection part 620, to which the pedestrian's body is connected, extends to the upper part, and the warm block is connected through the upper cover part 610. It is fixed to the upper surface of (310).

이에 따라, 상기 보행자의 신체와 연결되는 상기 연결유닛(600)은 결과적으로 상기 몸체부(200)에 대하여 상대적으로 회전하게 되며, 상기 몸체부(200)와 상기 베이스 유닛(100)도 서로 고정된 상태이므로, 상기 연결유닛(600)은 상기 베이스 유닛(100)에 대하여 회전 구동하게 된다. Accordingly, the connection unit 600 connected to the body of the pedestrian is consequently rotated relative to the body 200, and the body 200 and the base unit 100 are also fixed to each other. In this state, the connection unit 600 rotates with respect to the base unit 100.

이는, 실제 보행자가 보행을 수행하는 경우, 발목의 회전 상태를 그대로 모사하여 구현하는 구동 메커니즘으로서, 상기 몸체부(200)와 상기 블록유닛(300)의 연결부, 즉 상기 제1 및 제2 수직 프레임들(210, 220)과 상기 제1 및 제2 확장 프레임들(320, 330) 사이의 연결부를 중심으로 발목의 회전과 동일한 회전이 발생하게 된다. This is a driving mechanism that imitates the rotation state of the ankle when an actual pedestrian walks, and is implemented by connecting the body portion 200 and the block unit 300, that is, the first and second vertical frames. The same rotation as the rotation of the ankle occurs around the connection between the first and second expansion frames 210 and 220 and the first and second expansion frames 320 and 330.

특히, 본 실시예의 경우, 상기 구동모터(410)의 회전 구동력을 웜기어를 통해 상기 몸체부(200)의 회전 운동으로 전달하는 것으로, 기어 결합을 통한 구동력 전달로서 정확한 구동전달이 가능하며, 상대적으로 높은 외력이 인가되는 경우에도 충분한 회전 구동력을 제공할 수 있다. 특히 웜기어를 통한 구동력 전달이므로 높은 정밀도를 가지면서 상기 몸체부(200)의 회전 운동을 제어할 수 있다. In particular, in the case of this embodiment, the rotational driving force of the driving motor 410 is transmitted to the rotational movement of the body portion 200 through a worm gear, and accurate driving transmission is possible by transmitting the driving force through gear combination, and relatively Even when a high external force is applied, sufficient rotational driving force can be provided. In particular, since the driving force is transmitted through a worm gear, the rotational movement of the body portion 200 can be controlled with high precision.

따라서, 보행자의 보행과정에서 보행자의 체중으로 인가되는 큰 외력을 충분히 지지하면서도 보행자의 발목 회전을 구현할 수 있으며, 보행과정에서 요구되는 다양한 회전 상태를 보다 정확하고 정밀하게 구현함으로써, 보행자의 보다 안정적이면서도 편안한 보행을 보조할 수 있다. Therefore, it is possible to implement the pedestrian's ankle rotation while sufficiently supporting the large external force applied by the pedestrian's body weight during the pedestrian's walking process, and by more accurately and precisely implementing the various rotation states required during the walking process, the pedestrian's more stable and It can assist in comfortable walking.

상기와 같은 본 발명의 실시예들에 의하면, 구동유닛과 회전유닛 사이에서 웜기어의 기어 연결 메커니즘이 적용됨에 따라, 구동유닛의 구동력이 방향이 전환되는 것은 물론이며, 회전유닛의 회전 구동을 매우 정밀하고 정확하게 제어할 수 있다. According to the above-described embodiments of the present invention, as the gear connection mechanism of the worm gear is applied between the drive unit and the rotation unit, the driving force of the drive unit is not only changed in direction, but also the rotation drive of the rotation unit is performed very precisely. and can be controlled accurately.

즉, 회전유닛의 회전 구동은 보행자의 보행시의 발목의 회전 구동을 구현하는 것으로, 상기 회전유닛의 회전 구동이 정밀하고 정확하게 제어됨에 따라, 실제 보행자의 보행시의 발목의 구동을 보다 정밀하고 정확하게 구현할 수 있어, 보행자의 보행시의 편의성이 향상된다. In other words, the rotational drive of the rotation unit implements the rotational drive of the ankle when a pedestrian walks. As the rotational drive of the rotation unit is precisely and accurately controlled, the actual ankle movement of the pedestrian when walking is more precise and accurate. This can be implemented, improving the convenience of pedestrians when walking.

또한, 상기 웜기어의 구동 메커니즘이 적용됨에 따라, 상기 구동유닛을 몸체부의 전단을 향하도록 위치시킬 수 있어, 발목 의족장치의 설계의 용이성 및 제작의 용이성이 향상된다. In addition, as the drive mechanism of the worm gear is applied, the drive unit can be positioned toward the front end of the body, thereby improving the ease of designing and manufacturing the ankle prosthesis device.

또한, 회전유닛을 구성하는 고정유닛과 회전블록의 경우, 하부로 갈수록 확장되는 부채꼴 형상을 가지는 것으로, 보행자의 보행시 발생되는 외력에 대한 지지력을 향상시키며 전체적인 구조적 안전성을 유지할 수 있다. In addition, the fixed unit and rotating block that make up the rotating unit have a fan-shaped shape that expands toward the bottom, improving support against external forces generated when pedestrians walk and maintaining overall structural safety.

특히, 상기 회전블록의 경우, 외면이 라운드 된 형상을 가지므로, 상기 회전블록과 상기 몸체부가 상대적으로 회전하는 경우, 마찰력을 최소화하여 정밀한 구동 제어가 가능할 수 있다. In particular, in the case of the rotating block, the outer surface has a rounded shape, so when the rotating block and the body portion rotate relative to each other, precise driving control can be possible by minimizing friction.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to preferred embodiments, those skilled in the art can make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the following patent claims. You will understand that it is possible.

10 : 발목 의족장치 100 : 베이스 유닛
110, 120 : 베이스 프레임 200 : 몸체부
210, 220 : 수직 프레임 230 : 수평 프레임
300 : 블록유닛 302 : 내부 수납공간
310 : 웜 블록 320, 330 : 확장 프레임
400 : 구동유닛 410 : 구동모터
420 : 구동축 430 : 웜 기어
500 : 회전유닛 510 : 웜 휠
520 : 고정유닛 530 : 회전 블록
600 : 연결유닛
10: ankle prosthesis device 100: base unit
110, 120: base frame 200: body part
210, 220: vertical frame 230: horizontal frame
300: Block unit 302: Internal storage space
310: Worm block 320, 330: Expansion frame
400: driving unit 410: driving motor
420: Drive shaft 430: Worm gear
500: rotation unit 510: worm wheel
520: Fixed unit 530: Rotating block
600: Connection unit

Claims (11)

지면과 접촉하는 베이스유닛;
상기 베이스유닛에 상부 방향으로 고정되며, 내부에 제1 수납공간을 형성하는 몸체부;
상기 몸체부의 상부에 회전 가능하도록 연결되며, 내부에 제2 수납공간을 형성하는 블록유닛;
상기 블록유닛에 고정되어, 제1 방향을 회전축으로 회전 구동력을 제공하는 구동유닛; 및
상기 제1 및 제2 수납공간들에 수납되어, 상기 구동유닛의 회전 구동력을 제공받으며, 상기 몸체부에 대하여 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향을 회전축으로 회전하는 회전유닛을 포함하는 발목 의족장치.
a base unit in contact with the ground;
a body portion fixed to the base unit in an upward direction and forming a first storage space therein;
a block unit rotatably connected to the upper part of the body and forming a second storage space therein;
a driving unit fixed to the block unit and providing a rotational driving force with a rotation axis in a first direction; and
An ankle prosthesis including a rotation unit stored in the first and second storage spaces, receiving rotational driving force from the driving unit, and rotating about a rotation axis in a second direction perpendicular to the first direction with respect to the body portion. Device.
제1항에 있어서, 상기 회전유닛의 회전에 따라,
상기 블록유닛 및 상기 구동유닛도 상기 회전유닛과 함께 상기 몸체부에 대하여 상기 제2 방향을 회전축으로 회전하는 것을 특징으로 하는 발목 의족장치.
According to claim 1, according to the rotation of the rotation unit,
An ankle prosthesis device, wherein the block unit and the drive unit rotate together with the rotation unit in the second direction with respect to the body portion.
제1항에 있어서,
상기 제1 방향은 상기 베이스유닛의 연장 방향을 향하며,
상기 제2 방향은 보행자의 보행시에 발목이 회전하는 회전축인 것을 특징으로 하는 발목 의족장치.
According to paragraph 1,
The first direction is toward the extension direction of the base unit,
An ankle prosthesis device, characterized in that the second direction is a rotation axis around which the ankle rotates when a pedestrian walks.
제1항에 있어서, 상기 블록유닛은,
상기 몸체부에 상부 방향으로 연결되는 확장 프레임; 및
상기 확장 프레임의 상부에서, 내부에 내부 수납공간을 형성하는 웜 블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 발목 의족장치.
The method of claim 1, wherein the block unit is:
an expansion frame connected to the body in an upward direction; and
An ankle prosthesis device comprising a worm block forming an internal storage space at the top of the expansion frame.
제4항에 있어서, 상기 구동유닛은,
상기 회전 구동력을 발생시키는 구동모터; 및
상기 구동모터에 연결되며 외주면을 따라 기어치(齒)가 형성되며, 상기 웜 블록의 내부에서 연장되는 웜기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 발목 의족장치.
The method of claim 4, wherein the driving unit,
A drive motor that generates the rotational driving force; and
An ankle prosthesis device comprising a worm gear that is connected to the drive motor, has gear teeth formed along an outer peripheral surface, and extends from the inside of the worm block.
제5항에 있어서, 상기 구동모터는,
상기 웜 블록의 전면(前面)에 고정되는 것을 특징으로 하는 발목 의족장치.
The method of claim 5, wherein the driving motor is:
An ankle prosthesis device, characterized in that it is fixed to the front of the warm block.
제5항에 있어서, 상기 회전유닛은,
상기 웜기어에 기어 결합되어 회전 구동력을 전달받는 웜휠;
상기 웜휠의 외부를 커버하며 상기 확장 프레임에 고정되는 고정유닛; 및
상기 고정유닛의 하부에 형성되는 회전블록을 포함하는 것을 특징으로 하는 발목 의족장치.
The method of claim 5, wherein the rotation unit,
A worm wheel gear-coupled with the worm gear to receive rotational driving force;
a fixing unit that covers the outside of the worm wheel and is fixed to the expansion frame; and
An ankle prosthesis device comprising a rotating block formed at the lower part of the fixing unit.
제7항에 있어서, 상기 회전유닛은,
상기 웜휠의 회전 중심에 연결되어 상기 제2 방향을 회전축으로 회전하며, 끝단은 상기 몸체부의 수직 프레임에 고정되는 웜휠 구동축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발목 의족장치.
The method of claim 7, wherein the rotation unit,
An ankle prosthesis device further comprising a worm wheel drive shaft that is connected to the rotation center of the worm wheel and rotates in the second direction as a rotation axis, and an end of which is fixed to the vertical frame of the body portion.
제7항에 있어서, 상기 고정유닛 및 상기 회전블록은,
하부방향을 향하여 확장되는 부채꼴 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 발목 의족장치.
The method of claim 7, wherein the fixed unit and the rotating block are:
An ankle prosthesis device characterized by having a fan-shaped shape extending toward the bottom.
제9항에 있어서, 상기 회전블록은,
외면이 상기 몸체부의 수평 프레임과 마주하며 라운드 된 형상을 가지는 것을 특징으로 하는 발목 의족장치.
The method of claim 9, wherein the rotating block is:
An ankle prosthesis device, characterized in that the outer surface faces the horizontal frame of the body portion and has a rounded shape.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 블록유닛의 상면에 고정되며, 상측으로는 보행자의 절단 부위에 연결되는 상측 연결부가 형성되는 연결유닛을 더 포함하는 발목 의족장치.
According to any one of claims 1 to 10,
An ankle prosthesis device further comprising a connection unit that is fixed to the upper surface of the block unit and has an upper connection portion formed on the upper side to be connected to the amputated portion of the pedestrian.
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