KR20230138763A - 무동력 근력보조 슈트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 스프링 및 탄성 소재를 사용하여 앉거나 구부릴 때 발생하는 탄성에너지를 활용하여 척추와 척추기립근에 가해지는 부하를 경감시키고 바른 자세를 유지하도록 하여 일상생활 및 작업자에게서 발생할 수 있는 척추질환을 예방하고 고령자에게서는 움직임의 안정성을 제공할 수 있는 무동력 근력보조 슈트에 관한 것으로, 본 발명에 따른 무중력 근력보조 슈트는, 착용자의 등의 허리쪽 부분에 착용되는 등허리 장착부를 갖춘 본체, 상기 본체 상부에 연결되어 착용자의 척추에 따라 만곡하게 이루어지는 척추보조부, 착용자의 좌우 다리에 착용되어 고정되는 하체보조부, 및 상기 본체 내부에 마련되며 상기 하체보조부와 연결되어 앉거나 무릎을 굽히는 동작에 의해 탄성체에 탄성에너지가 저장되는 탄성에너지 저장모듈를 포함한다.

Description

무동력 근력보조 슈트 {Non-motorized muscle-power support suit}

본 발명은 무동력 근력보조 슈트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 스프링 및 탄성 소재를 사용하여 앉거나 구부릴 때 발생하는 탄성에너지를 활용하여 척추와 척추기립근에 가해지는 부하를 경감시키고 바른 자세를 유지하도록 하여 일상생활 및 작업자에게서 발생할 수 있는 척추질환을 예방하고 고령자에게서는 움직임의 안정성을 제공할 수 있는 무동력 근력보조 슈트에 관한 것이다.

최근, 웨어러블 로봇 시장은 기존의 신경 및 근골격계 질환으로 고통받는 환자의 재활과 치료, 근력약화로 인해 일상생활에 불편을 겪는 노인과 노약자를 위한 보조 및 재활 분야를 중심으로 높은 성장률을 보이고 있다.

또한, 산업현장에서 근골격계 질환 예방, 피로 감소 및 생산성 향상을 목적으로 웨어러블 로봇 적용에 대한 관심 및 적용이 크게 증가하고 있으며 물류, 건설, 제조, 서비스 등 산업전반으로 확산되고 있다.

일상생활이나 작업 중에 앉았다 일어나는 동작 또는 물건을 들어 올리고 옮기는 동작에서 허리에 가해지는 하중이 높게 발생함에 따라, 근골격계 질환인 디스크(추간판탈추증), 염좌 등이 흔히 발생할 수 있다.

이에, 물건을 들어 올리고 옮기는 동작에서 허리의 각도를 안정적으로 유지하게 하고 굽히는 동작 등에서 근력을 보조하는 제품이 연구되고, 개발이 이루어지고 있으나, 동력으로 구동되는 로봇 형태의 제품들이 대부분을 차지하고 있다.

대한민국 등록특허 제10-2139734호 (2020.07.24.)

본 발명의 목적은 물건을 들어올리고 옮기는 동작에서 허리의 각도를 안정적으로 유지하게 하고 굽히는 동작에서 탄성에너지를 발생시켜 저장된 탄성에너지를 통하여 척추기립근의 근력을 보조하는 무동력 근력보조 슈트를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 무동력 근력보조 슈트는, 착용자의 등의 허리쪽 부분에 착용되는 등허리 장착부를 갖춘 본체, 상기 본체 상부에 연결되어 착용자의 척추에 따라 만곡하게 이루어지는 척추보조부, 착용자의 좌우 다리에 착용되어 고정되는 하체보조부, 및 상기 본체 내부에 마련되며 상기 하체보조부와 연결되어 앉거나 무릎을 굽히는 동작에 의해 탄성체에 탄성에너지가 저장되는 탄성에너지 저장모듈를 포함한다.

또한, 상기 등허리 장착부는 상기 등허리 장착부에 탈부착되어 착용자의 허리에 밀착하기 위한 허리벨트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일단이 상기 척추보조부 상부에 연결되고, 타단이 본체 측에 탈부착되어 상기 척추보조부를 착용자의 등부에 고정하기 위한 어깨벨트를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 척추보조부는 착용자의 허리가 척추 가동범위 이상 넘어가지 않도록 받쳐주는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 탄성에너지 저장모듈은 상기 탄성체가 단방향으로만 수축 및 이완하도록 구성되어 연결되어 있는 상기 하체보조부가 앉거나 무릎을 굽히는 동작에 의해 탄성체에 탄성에너지가 저장되고, 일어서거나 허리를 펴는 동작에 상기 저장된 탄성에너지가 이용되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 무동력 근력보조 슈트는 물건을 들어올리고 옮기는 동작에서 허리의 각도를 안정적으로 유지하게 하고 굽히는 동작에서 탄성에너지를 발생시켜 저장된 탄성에너지를 통하여 척추기립근의 근력을 보조함으로써, 허리 근육의 피로도를 낮출 수가 있어, 흔히 발생하기 쉬운 근골격계 질환인 디스크(추간판탈출증), 염좌 등의 발생을 줄여줄 수 있어 현장 작업자 및 노약자를 비롯한 착용자의 활동을 보조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무동력 근력보조 슈트를 나타낸 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 무동력 근력보조 슈트를 나타낸 정면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 무동력 근력보조 슈트를 나타낸 배면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 무동력 근력보조 슈트를 구성하는 본체 내부를 나타낸 도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 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.

아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

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.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 무동력 근력보조 슈트는, 크게, 본체, 척추보조부, 하체보조부, 탄성에너지 저장모듈를 포함하여 구성될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 무동력 근력보조 슈트를 나타낸 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 무동력 근력보조 슈트를 나타낸 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 무동력 근력보조 슈트를 나타낸 배면도이다.

먼저, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 본 발명에 따른 무동력 근력보조 슈트에 대하여 설명하도록 한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본체(100)는 착용자의 등의 허리쪽 부분(등허리)에 착용되는 구성으로, 착용자의 등의 허리쪽 부분에 착용되는 등허리 장착부(110)를 포함한다.

또한, 상기 본체(100)는 상기 등허리 장착부(110) 양측에 허리벨트를 탈부착하기 위한 허리벨트 부착부(120)가 형성된다.

따라서, 허리벨트를 상기 허리벨트 부착부(120)를 통해 상기 본체(100)와 결합하여, 허리벨트를 통해 상기 본체(100)가 착용자의 등에 고정될 수 있다.

상기 허리벨트는 착용감을 좋게 하기 위해 어느 정도의 유연성과 신축성을 가진 직물 소재, 편물 소재 등으로 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 허리벨트는 예컨대, 양측에 밀착 강도를 조절하는 벨크로 후크와 루프로 이루어져서, 착용시에 허리벨트가 흘러 내려가지 않도록 허리를 가압할 수 있도록 구성될 수 있으며, 이는 설명을 위한 일례일뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 벨트, 버클, 지퍼 등의 결합 부품에 의해 길이 조절이 가능하도록 구성될 수 있다.

또한, 상기 본체(100)는 상기 등허리 장착부(110) 하부에 형성되어 착용자의 둔부가 안착되는 둔부 안착부(130)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 둔부 안착부(130)는 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 착용자의 둔부뿐만 아니라, 좌우 허벅지 뒤쪽에 밀착할 수 있도록 'Y'자 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상으로 변형되어 구성될 수 있음은 당연하다.

다음, 척추보조부(200)는 상기 본체(100) 상부에 연결되어 착용자의 척추에 따라 만곡하게 이루어진다.

상기 척추보조부(200)는 착용자의 등부(척추)에 밀착되고 착용자의 움직임(예: 허리를 숙이는 동작)에 따라 외곡방향으로 함께 움직이도록 관절 형태로 이루어진다.

또한, 상기 척추보조부(200)는 착용자의 등 부위 상단부에서 둔부로 뻗어 있는 수직으로 긴 형상을 가지며, 착용자의 척추를 따라 굽어지도록 이루어지며, 탄성력을 갖는 부재로 형성될 수 있다.

상기 척추보조부(200)는 허리를 굽는 방향(외곡 방향)으로 탄성을 갖는 금속 재료 및 수지 재료 등의 부재로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 척추보조부(200) 상부에는 상기 척추보조부(200)를 착용자의 등부에 고정하기 위해 어깨벨트 부착부(210)가 형성되어, 어깨벨트가 상기 어깨벨트 부착부(210)를 통해 탈부착된다.

상기 어깨벨트는 예컨대, 벨크로, 벨트, 버클, 및 표면 체결장치를 포함하는 결합 수단과 함께 길이 조절가능하고, 상기 척추보조부(200)와 착용자 간에 접촉 정도를 조절할 수 있게 구성된다.

상기 어깨벨트는 좌우로 구비되어 각각의 일단이 상기 어깨벨트 부착부(210)에 결합되고, 타단이 본체 측에 탈부착 가능하도록 구성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니며, 벨크로 형식 등으로 상기 허리벨트 탈부착되어 고정되는 등 상기 척추보조부(200)를 착용자의 등에 고정될 수 있으면 다양하게 변경되어 적용될 수 있다. 상기 어깨벨트는 좌우가 크로스되어 체결되는 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.

따라서, 상기 척추보조부(200)는 상기 본체(100) 상부에 일체형으로 형성되어, 착용자의 움직임에 따라 함께 동작하게 구성되어 있으므로, 착용자의 자세를 교정하면서, 착용자의 허리 숙임과 같은 움직임을 보조할 수 있는 효과가 있다.

한편, 상기 허리벨트와 상기 어깨벨트는 착용자의 신체에 밀착하여 착용될 수 있도록 다이얼을 통해 신체에 맞게 조절할 수 있도록 구성될 수 있음은 물론이다.

다음, 하체보조부(미도시)는 도시되어 있지는 않지만, 착용자의 좌우 대퇴부 또는 허벅지에 고정되도록 신축성을 가진 밴드로 이루어져 착용자의 다리에 고정된다.

상기 하체보조부는 신축성을 가진 원통형 밴드로 이루어질 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 허리벨트 및 상기 어깨벨트와 마찬가지로, 상기 결합 수단 중 어느 하나의 수단을 갖는 벨트형 부재로 형성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

즉, 상기 하체보조부는 착용자의 좌우의 다리에 고정하기 위한 신축성을 갖는 원통형의 밴드가 마련되고, 원통형 밴드를 조이는 추가적인 결합 수단이 마련되어 착용자의 다리(대퇴부 또는 허벅지)에 고정된다.

다음, 상기 탄성에너지 저장모듈(300)은 상기 본체(100) 내부에 마련되며, 상기 하체보조부와 연결되어 앉거나 무릎을 굽히는 동작 등에 의해 탄성체에 탄성에너지가 저장되어, 저장된 탄성에너지를 이용할 수 있도록 마련된다.

도 4는 본 발명에 따른 무동력 근력보조 슈트를 구성하는 본체 내부를 나타낸 도이다.

도 4를 더 참조하여, 상기 탄성에너지 저장모듈(300)에 대하여 좀 더 구체적으로 설명하도록 한다.

상기 탄성에너지 저장모듈(300)은, 탄성체(310) 일단을 고정하기 위해 상기 본체(100) 내부 일측에 마련되는 탄성체 고정부(320)와, 일단이 상기 탄성체 고정부(320)에 연결되는 탄성력을 갖는 탄성체(310)와, 일단이 상기 탄성체(310) 타단에 연결되고, 타단이 상기 하체보조부에 연결되는 연결 밴드(330)를 포함하여 이루어질 수 있다.

이때, 상기 탄성에너지 저장모듈은 상기 탄성체(310)가 단방향으로만 수축 및 이완하도록 구성되어, 연결되어 있는 상기 하체보조부가 앉는 동작에 의해 탄성체에 탄성에너지가 저장되어, 일어서는 동작에 저장된 탄성에너지가 이용되도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 척추보조부(200)도 동일한 원리로 허리를 굽히는 동작에 의해 탄성체에 탄성에너지가 저장되어 허리를 펴는 동작에 저장된 탄성에너지가 이용될 수 있도록 변경되어 적용될 수 있음은 물론이다.

즉, 상기 탄성에너지 저장모듈은, 예컨대, 착용자가 앉을 때, 상기 하체보조 부에 연결된 탄성체(310)가 이완하면서 상기 탄성체(310)가 탄성력을 가지게 되고, 착용자가 일어설 때, 탄성체(310)의 복원력에 의해 상기 탄성체(310)가 수축되면서 착용자가 일어서는 동작에 필요한 근력을 보조해주는 역할을 할 수 있는 것이다.

또한, 상기 탄성에너지 저장모듈(300)은 연결 밴드(330)가 상기 본체(100) 내외부로 입출을 용이하게 하기 위한 연결밴드 휠(340)을 더 포함하여 이루어질 수 있다.

또한, 상기 탄성에너지 저장모듈(300)은 상기 탄성체(100)의 탄성강도를 조절할 수 있는 탄성조절 다이얼(미도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 탄성조절 다이얼은 예컨대, 상기 탄성체 고정부(320)와 연결되어 상기 탄성체 고정부(320)의 회전을 통해 탄성체(예: 스프링)를 탄성계수를 증가 및 감소시키거나, 탄성체(예: 스프링)의 축 방향 길이를 조절함으로써 탄성계수를 증가 및 감소시키도록 구성될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니며 탄성강도를 조절할 수 있는 방식이면 다양하게 변경되어 적용이 가능하다.

또한, 상기 탄성조절 다이얼은 상기 본체(100) 외부 일측에 돌출 형성되어 착용자의 조작이 가능하도록 하며, 착용자 조작에 의해 상기 탄성체(310)의 탄성강도를 조절함으로써, 착용자 개인의 체형 또는 건강 상태에 따라 근력보조 수준 또는 자세 교정에 적합하도록 할 수 있다.

상술한 바와 같은 구성을 가지는, 본 발명에 따른 무동력 근력보조 슈트는, 허리벨트와 어깨벨트를 포함한 상기 본체(100)와 상기 척추보조부(200)와 함께 착용자의 등부위에 고정시킴으로써 새우등과 같이 착용자의 나쁜 자세를 교정시킬 수 있으며, 착용자가 허리를 숙일 때, 상기 척추보조부(200)의 탄성력이 작용하며, 상기 탄성력은 상기 척추보조부(200)와 밀착된 어깨벨트, 허리벨트, 및 본체(100)에 작용하는 힘을 생성하여 허리를 숙인 착용자가 허리를 펼 때 보조하는 역할을 할 수 있다.

이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.

100: 본체
110: 등허리 장착부
120: 허리벨트 부착부
130: 둔부 안착부
200: 척추보조부
210: 어깨벨트 부착부
300: 탄성에너지 저장모듈
310: 탄성체
320: 턴성체 고정부
330: 연결 밴드
340: 연결밴드 휠

Claims (5)

1. 착용자의 등의 허리쪽 부분에 착용되는 등허리 장착부를 갖춘 본체;
   상기 본체 상부에 연결되어 착용자의 척추에 따라 만곡하게 이루어지는 척추보조부;
   착용자의 좌우 다리에 착용되어 고정되는 하체보조부; 및
   상기 본체 내부에 마련되며, 상기 하체보조부와 연결되어 앉거나 무릎을 굽히는 동작에 의해 탄성체에 탄성에너지가 저장되는 탄성에너지 저장모듈;를 포함하는 무동력 근력보조 슈트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 등허리 장착부는,
   상기 등허리 장착부에 탈부착되어 착용자의 허리에 밀착하기 위한 허리벨트를 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 근력보조 슈트.
3. 제1항에 있어서,
   일단이 상기 척추보조부 상부에 연결되고, 타단이 본체 측에 탈부착되어 상기 척추보조부를 착용자의 등부에 고정하기 위한 어깨벨트를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무동력 근력보조 슈트.
4. 제1항에 있어서,
   상기 척추보조부는,
   착용자의 허리가 척추 가동범위 이상 넘어가지 않도록 받쳐주는 것을 특징으로 하는 무동력 근력보조 슈트.
5. 제1항에 있어서,
   상기 탄성에너지 저장모듈은,
   상기 탄성체가 단방향으로만 수축 및 이완하도록 구성되어, 연결되어 있는 상기 하체보조부가 앉거나 무릎을 굽히는 동작에 의해 탄성체에 탄성에너지가 저장되어, 일어서거나 허리를 펴는 동작에 저장된 탄성에너지가 이용되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 무동력 근력보조 슈트.