KR20240029874A - 작업자용 보조기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무동력(또는 전동) 방식으로 무게와 비용을 최소화함과 동시에 구조를 단순하게 하고, 본 발명은 무동력(또는 전동) 방식으로 무게와 비용을 최소화함과 동시에 구조를 단순하게 하고, 착용자의 수하물 작업시 고관절 영역의 보조토크 및 하중에 대한 보조력을 제공함과 동시에 상체의 다양한 회전 또는 굽힘 자유도를 제공할 수 있는 작업자용 보조기에 관한 것이다.

Description

작업자용 보조기{Auxiliary Equipment For Worker}

본 발명은 작업자용 보조기에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 무동력(또는 전동) 방식으로 무게와 비용을 최소화함과 동시에 구조를 단순하게 하고, 착용자의 수하물 작업시 고관절 영역의 보조토크 및 하중에 대한 보조력을 제공함과 동시에 상체의 다양한 회전 또는 굽힘 자유도를 제공할 수 있는 작업자용 보조기에 관한 것이다.

최근 동력 방식의 작업자용 착용형 로봇이 소개되고 있다. 특정 동작 반복시 작업자의 신체에 가해지는 반복 하중을 지지하거나 작업자의 움직임을 보조하기 위하여 작업자용 착용형 로봇들이 소개되고 있다.

대부분 전동식 구동기를 구비하여, 착용자의 신체 능력보다 큰 힘을 내거나, 반복 동작시 관절과 근육을 보호하기 위한 보조력을 제공하거나, 장시간 불편한 자세를 유지해야 하는 작업의 특성상 작업자의 자세를 보조하는 보조력을 제공하여 신체의 피로도를 낮추는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 전동식 구동기가 아닌 스프링 등에 의한 특정 자세에 중력에 대한 보조력을 제공하는 장비(차량 조립 또는 건축 공사 등을 위한 장비)들도 소개된 바가 있으나, 그러한 제품은 특정 자세를 지지하기 위하여 설계되어 다양한 움직임과 자유도가 요구되는 작업에서 적절치 않다.

물류단지에서 수행되는 택배 상하차 작업은 취급 물품이 크기 또는 무게 등이 규격화되지 않고, 협소한 공간에서 지속적인 반복동작을 통해 수하물을 상차하거나 하차하는 작업으로 수하물의 무게도 견뎌야 하며, 컨베이어 벨트와 차량 사이에서 몸을 반복적으로 비틀거나 상체를 굽히고 세우는 동작이 장시간 반복되며, 물류량에 따라 작업자의 수도 탄력적으로 운용되는 특성이 있다.

비용과 무게 그리고 크기까지 최소화되면서도 이러한 택배 상하차 작업 작업자의 피로도와 부상을 낮추고 작업 효율을 증대시킬 수 있는 작업자용 보조기에 대한 요구가 크다.

또한, 택배 상하차 작업 이외에도 작업자의 작업 환경에 따라 작업 대상물의 하중 보조 기능이 필요한 경우 이외에도 공조시설이 부족한 환경에서 송풍 기능 또는 어두운 환경에서 조명 기능 등의 다양한 서포트가 제공될 필요가 있다.

본 발명은 무동력(또는 전동) 방식으로 무게와 비용을 최소화함과 동시에 구조를 단순하게 하고, 착용자의 수하물 작업시 고관절 영역의 보조토크 및 하중에 대한 보조력을 제공함과 동시에 상체의 다양한 회전 또는 굽힘 자유도를 제공할 수 있는 작업자용 보조기를 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 착용자의 상체에 장착되는 상체유닛; 착용자의 골반에 착용되는 골반유닛; 착용자의 대퇴에 착용되는 대퇴유닛; 및, 상기 상체유닛, 상기 골반유닛 및 상기 대퇴유닛을 연결하며, 착용자의 고관절 신전 또는 굴곡 동작을 보조하는 보조토크를 제공하기 위한 연결유닛;을 포함하는 작업자용 보조기를 제공할 수 있다.

또한, 상기 연결유닛은 상기 골반유닛에 장착되는 보조토크 발생장치; 상기 보조토크 밸생장치와 상기 상체유닛을 연결하는 한 쌍의 상부 연결바 및 상기 보조토크 밸생장치와 상기 대퇴유닛을 연결하는 한 쌍의 하부 연결바를 포함하고, 상기 보조토크 발생장치는 상기 상부 연결바와 상기 하부 연결바의 연결각도 감소시 복원토크를 발생시킬 수 있다.

그리고, 상기 골반유닛은 착용자의 골반 양측면을 감싸는 한 쌍의 골반부재를 포함하고, 상기 연결유닛을 구성하는 보조토크 발생장치는 각각의 상기 골반부재의 외측에 미리 결정된 범위 회전 가능하도록 장착될 수 있다.

여기서, 상기 보조토크 발생장치는 하우징, 상기 하우징과 편심된 회전축에 의하여 회전 가능하게 장착되고 외주면에 곡면 구름면을 구비하며 상기 하부 연결바 측에 연결되는 캠부재, 상기 캠부재의 구름면을 따라 구름 구동되며 상기 상부 연결바 측에 연결되는 캠롤러, 상기 하우징 내에서 압축된 상태로 장착되어 상기 캠롤러를 상기 캠부재의 구름면 방향으로 추진하기 위한 탄성부재 및 상기 탄성부재가 일단에 지지되고 타단에 상기 캠롤러가 회전 가능하게 장착되는 마운트 부재;를 구비할 수 있다.

이 경우, 상기 탄성부재는 상기 하우징의 길이방향으로 압축 가능한 코일 스프링일 수 있다.

그리고, 상기 상부 연결바는 상기 보조토크 발생장치의 하우징 측에 연결되고, 상기 하부 연결바는 상기 보조토크 발생장치의 캠부재 측에 연결될 수 있다.

또한, 상기 상부 연결바는 상기 보조토크 발생장치의 하우징으부터 착용자의 상체 후방으로 절곡되어 상기 상체유닛에 연결될 수 있다.

그리고, 상기 상체유닛은 착용자의 등판을 감싸는 등판부 및 착용자의 양어깨로 분지되는 분기부를 포함하는 등판부재 및 상기 등판부재에 장착되어 한 쌍의 상기 상부 연결바의 연결 높이, 연결 폭 또는 연결 각도 변경을 허용하는 사이즈조절장치를 구비할 수 있다.

여기서, 상기 사이즈조절장치는 상기 등판부재에 상하 방향으로 장착되는 가이드바, 상기 가이드바에 슬라이딩 가능하게 장착되는 슬라이더, 상기 슬라이더에 착용자의 전방 방향 x축 중심으로 회전 가능하게 장착되는 로테이터, 상기 로테이터를 수평 방향으로 관통하여 장착되고, 각각의 상기 상부 연결바의 단부가 양단에서 탄성 견인된 상태로 삽입 또는 인출되어 폭조절이 가능한 파이프 형태의 익스텐더;를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 상부 연결바는 상기 사이즈조절장치의 익스텐더 양단에 수평 방향으로 연결될 수 있다.

그리고, 상기 가이드바는 중공 카본 파이프로 구성될 수 있다.

또한, 상기 등판부재에 장착되고, 상기 착용자의 손에 장착되는 글로브 형태의 손지지부를 견인하는 견인력을 제공하기 위한 견인와이어가 권취된 와이어 견인장치가 더 구비될 수 있다.

그리고, 상기 와이어 견인장치는 2개가 각각 상기 등판부재의 분기부 상에 착탈 가능하게 장착될 수 있다.

여기서, 상기 와이어 견인장치를 구성하는 견인 와이어가 탄성부재에 의하여 탄성 권취되고, 상기 하우징은 상기 분기부에 슬라이딩록 방식으로 장착될 수 있다.

이 경우, 상기 견인 와이어가 상기 등판부재의 분기부를 경유하여 착용자의 손에 착용되는 손지지부로 연결되도록 착탈 가능한 클립 형태로 구성되며 상기 분기부에 장착되는 와어어 가이드 부재가 구비될 수 있다.

그리고, 상기 와이어 견인장치는 상기 하우징 하면으로 선택적 돌출되는 돌기 형태의 로킹부, 상기 하우징 외측면에 장착되고 푸시 동작에 의해 상기 로킹부의 로킹상태를 해제할 수 있는 로킹 해제버튼 및 상기 하우징 하부에 상기 와이어 견인장치를 상기 분기부에 슬라이딩 장착하기 위한 슬라이딩 레일이 구비되고, 상기 등판부재의 분기부에 상기 와이어 견인장치의 로킹부가 걸림 고정되기 위한 걸림턱 및 상기 와이어 견인장치의 하우징이 슬라이드 장착되기 가이드 슬롯을 구비할 수 있다.

또한, 상기 하부 연결바는 상기 보조토크 발생장치의 캠부재 하부로부터 착용자의 대퇴 전방으로 절곡되어 상기 대퇴 전방으로 절곡되어 상기 대퇴유닛의 대퇴부재에 연결될 수 있다.

그리고, 상기 대퇴유닛은 착용자의 대퇴 전방을 감싸는 대퇴부재 및 상기 대퇴부재 외주면에 상기 하부 연결바의 단부가 수용된 상태로 상기 대퇴부재에 장착되는 캡부재를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 하부 연결바는 상기 대퇴부재 전방으로 연결되되 상기 하부 연결바의 단부가 미리 결정된 방향으로 절곡되고, 상기 캡부재 내부에 상기 하부 연결바의 단부가 미리 결정된 각도 회전 가능하도록 회동 공간이 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 작업자용 보조기에 의하면, 착용자의 수하물 작업시 고관절 영역의 보조토크 및 하중에 대한 보조력을 제공함과 동시에 상체의 다양한 회전 또는 굽힘 자유도를 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 작업자용 보조기에 의하면, 무게, 부피와 무전동 방식으로 비용을 최소화함과 동시에 구조를 단순하게 할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 작업자용 보조기에 의하면, 상체유닛에 착탈 가능하게 장착되는 와이어 견인장치를 통해 팔에 가해지는 하중 부담을 줄일 수 있으나, 와이어 견인장치가 팔의 외골격 형태로 장착되지 않으므로 상하차 작업에서 가장 많이 사용되는 팔의 자유로운 움직임을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 작업자용 보조기에 의하면, 사이즈 조절장치를 구비하여 다양한 작업자의 신체 사이즈에 대응하고 보관시에 부피를 최소화할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 작업자용 보조기에 의하면, 다양한 목적과 기능의 보조장치를 착용자가 선택적으로 장착과 분리가 가능하므로 장비의 활용성이 증대될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 작업자용 보조기의 개념을 설명하기 위하여 작업자가 박스 형태의 수하물을 들고 있는 측면도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 작업자용 보조기의 하나의 실시예의 사시도를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 작업자용 보조기를 착용한 착용자의 전방 사시도와 후방 사시도를 도시한다.
도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 작업자용 보조기를 착용한 착용자가 바닥에 존재하는 수하물을 들어올리는 과정의 측면도를 도시한다.
도 7 및 도 8은 슈트, 밴드 등의 착용부재가 제거된 본 발명에 따른 작업자용 보조기의 후면도 및 측면도를 도시한다.
도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 작업자용 보조기의 상체유닛의 후면도와 상체유닛에 장착된 와이어 견인장치가 분리된 상태의 후면도를 도시한다.
도 11은 본 발명에 따른 작업자용 보조기의 유틸리티 장치로서의 와이어 견인장치(130)의 분해 사시도를 도시한다.
도 12는 상기 와이어 견인장치 내부에서의 견인 와이어의 권취상태를 도시한다.
도 13은 본 발명에 따른 작업자용 보조기의 사이즈 조절장치를 구성하는 익스텐더의 폭방향 사이즈 조절 상태의 단면도를 도시한다.
도 14는 본 발명에 따른 작업자용 보조기의 연결유닛의 외측면도 및 내측면도를 도시한다.
도 15은 본 발명에 따른 작업자용 보조기의 연결유닛을 구성하는 보조토크 발생장치의 작동상태의 투시도를 도시한다.
도 16는 본 발명에 따른 작업자용 보조기의 연결유닛을 구성하는 보조토크 발생장치의 투시도와 단면도를 도시한다.
도 17는 본 발명에 따른 작업자용 보조기의 대퇴유닛의 사시도와 단면도를 도시한다.
도 18 및 도 19은 본 발명에 따른 작업자용 보조기의 상체유닛에 와이어 견인장치 대신 조명장치 및 송풍장치가 각각 장착된 실시예의 사시도를 도시한다.

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.

도 1은 본 발명에 따른 작업자용 보조기의 개념을 설명하기 위하여 작업자(w)가 박스 형태의 수하물(B)을 들고 있는 측면도를 도시한다.

택배 등의 수하물(B)의 상하차 작업은 컨베이어 밸트와 배송 차량 사이에서 수많은 수하물(B)을 반복적으로 상차하거나 하차하는 작업으로 작업의 피로도가 상당하다. 또한, 수하물(B)의 상차 또는 하차시 수하물(B)의 위치와 수하물(B)의 무게와 형태가 다양하다는 특징이 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 수하물(B)을 작업자가 들고 상하차 작업을 하는 경우 작업자의 팔은 전방으로 향하고 수하물(B)의 무게 중심(g)은 작업자의 전방에 위치한다. 따라서, 작업자가 수하물(B) 없이 직립한 상태와 비교하여 수하물(B)의 무게 및 수하물(B)의 무게에 의한 모멘트가 작업자의 팔, 어께, 척추 및 고관절과 슬관절을 포함하는 하체를 통해 신체에 가해지게 된다.

따라서, 본 발명은 팔과 수하물(B)의 무게를 보상할 수 있도록 스프링(전동 구동기도 가능) 등을 이용한 팔의 중력보상 메커니즘을 적용하여 작업자 팔의 피로도는 낮추고, 하중 전달구조를 제공하여 수하물(B)의 하중이 작업자의 척추, 허리 및 다리의 신체 기관 이외에 보조기를 통해 지면으로 전달되는 경로를 제공하여 신체적 부담을 최소화할 수 있다. 도 2 이하를 참조하여 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)의 하나의 실시예의 사시도를 도시하며, 도 3은 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)를 착용한 착용자의 전방 사시도와 후방 사시도를 도시하며, 도 4 내지 도 6은 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)를 착용한 착용자가 바닥에 존재하는 수하물(B)을 들어올리는 과정의 측면도를 도시한다.

본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)는 착용자의 상체에 장착되는 상체유닛(100); 착용자의 골반에 착용되는 골반유닛(300); 착용자의 대퇴에 착용되는 대퇴유닛(400); 및, 상기 상체유닛(100), 상기 골반유닛(300) 및 상기 대퇴유닛(400)을 연결하며, 착용자의 고관절 신전 또는 굴곡 동작을 보조하는 보조토크를 제공하기 위한 연결유닛(200);을 포함하여 구성될 수 있다.

즉, 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)는 작업자가 수하물(B)을 들어올리는 과정에서 상체와 하체를 전개 또는 신전하는 동작에서 보조토크를 제공하여 착용자의 하중 부담을 경감하고 근력을 보조할 수 있다.

따라서, 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)는 착용자의 상체, 골반 및 대퇴에 각각 장착되는 상체유닛(100), 골반유닛(300) 및 대퇴유닛(400)을 구비하고, 상체유닛(100), 골반유닛(300) 및 대퇴유닛(400)을 연결유닛(200)을 이용하여 연결하여 상기 골반유닛(300)을 중심으로 상체유닛(100)과 대퇴유닛(400)의 전개 또는 신전 보조력 또는 보조토크를 제공할 수 있다.

상기 연결유닛(200)은 작업자가 수하물(B)을 들어올리는 작업 등에서 상기 골반유닛(300)을 중심으로 상체유닛(100)과 대퇴유닛(400)의 전개 또는 신전 보조력 또는 보조토크를 제공하기 위하여 상기 골반유닛(300)에 양측면에 각각 장착되는 보조토크 발생장치(210)를 구비하고, 상기 보조토크 밸생장치와 상기 상체유닛(100)을 연결하는 한 쌍의 상부 연결바(230) 및 상기 보조토크 밸생장치와 상기 하체유닛을 연결하는 한 쌍의 하부 연결바(250)를 포함하고, 상기 보조토크 발생장치(210)는 상기 상부 연결바(230)와 상기 하부 연결바(250)의 연결각도 감소시, 예를 들면 작업자가 수하물(B)을 들어올리는 등의 동작시 복원토크를 발생시키기 위하여 구비될 수 있으며, 작업자 상체와 하체의 회전중심인 골반에 설치되는 골반유닛(300) 측에 장착될 수 있다.

그리고, 상기 보조토크 발생장치(210)에서 발생되는 보조토크를 상체와 하체에 전달하기 위하여 상기 연결유닛(200)의 보조토크 발생장치(210)와 상체유닛(100) 및 대퇴유닛(400)을 각각의 연결바(230, 250)로 연결한다.

구체적으로 상기 연결유닛(200)은 각각의 상기 보조토크 발생장치(210)와 상기 상체유닛(100)의 후방을 연결하는 한 쌍의 상부 연결바(230) 및 각각의 상기 보조토크 밸생장치와 상기 대퇴유닛(400)의 전방을 연결하는 한 쌍의 하부 연결바(250)를 포함할 수 있다.

각각의 연결바(230, 250)는 상기 보조토크 발생장치(210)에서 제공되는 보조토크 또는 보조력이 전달될 수 있는 강성을 지니고, 각각의 연결바(230, 250)의 일단은 골반 양측에서 보조토크 발생장치(210)와 연결되고 타단은 상체의 후방과 대퇴의 전방 방향으로 각각 도달하도록 절곡된 형상을 가질 수 있다.

그리고, 상기 골반유닛(300)은 착용자의 골반 양측면을 감싸는 한 쌍의 골반부재(310)를 포함하고, 상기 보조토크 발생장치(210)는 각각의 골반부재(310) 외측에 미리 결정된 범위 회전 가능하게 결합될 수 있다.

상기 보조토크 발생장치(210)는 각각의 골반부재(310) 외측에 미리 결정된 범위 회전 가능하게 결합되는 구조와 관련된 설명은 후술한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 골반유닛(300)은 착용자의 허리와 골반에 착용 가능한 벨트 등이 구비되어 골반부재(310)를 연결할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)는

상기 상체유닛(100)은 착용자의 등판을 감싸는 등판부(113)와 착용자의 양어깨로 분기되는 분기부(111)를 포함하는 등판부재(110)를 포함할 수 있다.

도 2에 도시된 바와 같이, 상기 등판부재(110)는 착용자의 등 영역에 장착되고, 상기 등판부재(110)에 착용자의 가슴을 감싸는 슈트부재(s) 등이 장착될 수 있다.

상기 등판부재(110)는 수지 또는 카본강화 플라스틱 등으로 구성될 수 있고, 상기 슈트부재(s) 등은 유연한 직물 또는 시트 재질로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 보조토크 발생장치(210)는 상기 등판부재(110)에 장착되고, 상기 착용자의 손에 장착되는 글로브 형태의 손지지부(g)를 견인하는 견인력을 제공하기 위한 견인와이어가 권취된 와이어 견인장치(130)가 더 구비될 수 있다.

상기 등판부재(110)는 착용자의 등판을 감싸는 등판부(113)와 착용자의 양어깨로 분기되는 분기부(111)를 포함하고, 상기 와이어 견인장치(130)는 2개가 상기 분기부(111)에 하나씩 장착될 수 있다.

상기 와이어 견인장치(130)는 하우징, 상기 하우징 내에 탄성부재 및 상기 탄성부재와 연결된 견인 와이어(w)를 구비하고, 상기 견인 와이어(w)는 글로브 형태의 손지지부(g)에 연결될 수 있다.

따라서, 상기 견인 와이어(w)는 상기 손지지부(g)를 견인하도록 구성되어 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 착용자가 바닥에 있는 수하물(B)을 들어올리는 동작시 상기 보조토크 발생장치(210)는 고관절의 신전 또는 전개를 위한 보조토크를 연결바(230, 250)를 통해 제공하고, 상기 와이어 견인장치(130)는 손지지부(g)를 견인 와이어(w)를 통해 상체유닛(100) 방향으로 견인하여 수하물(B)에 의한 근력 부담을 완화할 수 있다.

그리고, 상기 보조토크 발생장치(210)와 상기 와이어 견인장치(130)는 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이 작업자가 지면에 위치한 수하물(B)을 들어 올리는 동작 이외에도 도 6에 도시된 바와 같이, 수하물(B)을 들고 서있는 경우에도 수하물(B)에 의한 상체가 기울어지려는 모맨트와 손에 가해지는 중력방향 하중부담을 크게 경감할 수 있으며, 수하물을 들어올린 착용자가 보행중 어느 하나의 발의 족저면이 지면에 접지하는 순간부터 분리되는 시점까지 착용자의 체중이 실린 상태로 상체와 대퇴의 각도가 최소화된 상태에서 증가되는 과정인 입각기 보행시에도 고관절 전개 보조력을 제공하여 착용자의 근력 또는 체력 부담을 보조할 수 있다.

이와 같은 와이어 견인장치(130)는 상대적으로 큰 수하물(B)을 작업자가 직접 들어올리는 동작시 고관절 신전 동작을 보조하는 이외에 수하물(B)의 무게를 분담하기 위하여 구비되나, 후술후는 바와 같이 상기 와이어 견인장치(130)는 착탈 가능하게 상체유닛(100)에 장착되어 작업환경, 작업종류 또는 작업자의 다양한 니즈에 따라 다양한 유틸리티 보조장치로 대체될 수 있다. 이에 대한 설명은 뒤로 미룬다.

도 7 및 도 8은 슈트, 밴드 등의 착용부재가 제거된 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)의 후면도 및 측면도를 도시한다.

본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)를 구성하는 상체유닛(100)은 손과 팔에 가해지는 수하물(B)의 하중부담을 경감하기 위하여 구비된 전술한 와이어 견인장치(130) 이외에도 상기 상체유닛(100)의 등판부재(110)에 장착되어 한 쌍의 상기 상부 연결바(230)의 연결 높이, 연결 폭 또는 연결 각도 변경을 허용하는 사이즈 조절장치(150)를 구비할 수 있다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 상부 연결바(230)는 상기 사이즈 조절장치(150)의 양 측면 방향으로 연결될 수 있다.

상기 사이즈 조절장치(150)는 상기 등판부재에 상하 방향으로 장착되는 가이드바(151), 상기 가이드바(151)에 슬라이딩 가능하게 장착되는 슬라이더(152), 상기 슬라이더(152)에 착용자의 전방 방향 x축 중심으로 회전 가능하게 장착되는 로테이터(153), 상기 로테이터(153)를 수평 방향으로 관통하여 장착되고, 각각의 상기 상부 연결바의 단부가 양단에서 탄성 견인된 상태로 삽입 또는 인출되어 폭조절이 가능한 파이프 형태의 익스텐더(154);를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 가이드바(151)는 상기 등판부재(110)의 중심부를 상하로 가로질러 구비될 수 있고, 상기 가이드바(151)는 경량화 및 강성확보를 위하여 중공 카본 파이프 형태로 구성될 수 있다. 상기 가이드바(151)는 원형, 타원형 또는 다각형 단면을 가질 수 있다.

상기 가이드바(151)는 착용자의 상체 길이에 따라 상부 연결바(230)가 장착된 익스텐더(154)의 위치를 변경하도록 할 수 있으며, 보조기의 미사용시에도 보조기의 크기를 최소화하여 보관의 용이성을 증대할 수 있다.

즉, 착용자의 신체의 크기 및 상체와 하체의 비율에 따라 상부 연결바(230)의 폭과 연결 위치를 변경하도록 할 수 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 슬라이더(152)는 상기 가이드바(151)에 의하여 관통된 상태로 가이드바(151)를 따라 상하로 슬라이딩 가능하게 장착되며, 상기 슬라이더(152)에 로테이터(153)가 x축 중심으로 회전 가능하게 장착될 수 있다.

또한, 상기 로테이터(153)에 익스텐더(154)가 관통 장착될 수 있다. 구체적으로, 상기 익스텐더(154)는 상기 로테이터(153)를 수평 방향으로 관통하며 양단에 상부 연결바(230)가 삽입 또는 인출 가능하게 장착되어 폭조절이 가능한 형태로 구성될 수 있다.

따라서, 상기 로테이터(153)는 상기 익스텐더(154)가 관통된 상태로 x축 방향으로 회전이 가능하여 보조기를 착용한 작업자의 상체의 x축 방향 기울어짐에 대응할 수 있으므로 다양한 동작을 허용하여 작업자의 보조기에 대한 이질감과 불편함을 최소화할 수 있다.

그리고, 상기 익스텐더(154)는 상기 로테이터(153)를 수평 방향으로 관통하여 장착되고, 각각의 상기 상부 연결바(230)의 단부가 양단에서 탄성 견인된 상태로 삽입 또는 인출되어 폭조절이 가능한 파이프 형태로 구성되어, 착용자의 상체 크기에 따라 상기 상부 연결바(230) 사이의 간격을 조절할 수 있도록 구성될 수 있으며, 보조기의 보관시에도 보조기의 크기를 최소화한 상태로 보관이 가능하게 할 수 있다.

상기 익스텐더(154) 내부에는 탄성부재(도 14, 1543 참조)가 구비되어 양단에 연결된 상부 연결바(230)의 간격 조절과정에서 탄성 복원력을 제공하는 구조에 대해서는 후술한다.

도 9 및 도 10은 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)의 상체유닛(100)의 후면도와 상체유닛(100)에 장착된 와이어 견인장치(130)가 분리된 상태의 후면도를 도시한다.

그리고, 상기 상체유닛(100)에 장착되는 유틸리티 장치로서의 상기 와이어 견인장치(130)는 2개가 전술한 바와 같이 상기 등판부재(110)의 분기부(111)에 착탈 가능하게 장착될 수 있다.

그리고, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 와이어 견인장치(130)는 각각 중공 하우징(131)을 구비하고 각각의 하우징 내에 견인 와이어(w)가 탄성부재(미도시)에 의하여 탄성 권취되고, 상기 하우징은 상기 분기부(111)에 슬라이드록 로킹 방식으로 장착될 수 있다.

상기 하우징(131)은 원통형 형상으로 도시되나 그 형상은 다양하게 변경될 수 있다.

상기 와이어 견인장치(130)는 하우징(131) 하면으로 선택적 돌출되는 돌기 형태의 로킹부(133), 상기 하우징(131) 외측면에 장착되고 가압시 상기 로킹부(133)를 하우징 내부로 삽입시킬 수 있는 로킹 해제버튼(132), 상기 하우징(131) 하부에 상기 와이어 견인장치(130)를 상기 분기부(111)의 장착부(115)에 슬라이딩 장착하기 위한 슬라이딩 레일(134)이 구비되고,

상기 등판부재(110)의 분기부(111)에는 와이어 견인장치(130)가 장착되는 장착부(115), 상기 로킹부(133)가 안착되기 위하여 상기 장착부(115)에 형성된 안착홈(114), 상기 안착홈(114) 내에 상기 로킹부(133)가 걸림 고정되기 위한 걸림턱(114s) 및 상기 와이어 견인장치(130)의 하우징이 슬라이드 장착되기 가이드 슬롯(112)이 구비될 수 있다.

상기 로킹부(133)는 하우징(131)의 하면에서 돌출되는 일면이 경사면(133s)인 돌기 형태로 구성되고, 상기 로킹부(133)는 상기 로킹 해제버튼(132)에 의하여 돌출 상태가 해제되는 구조로 구성될 수 있으며, 상기 로킹 해제버튼(132)은 탄성부재(미도시)에 의하여 탄성 지지되고, 상기 와이어 견인장치(130)를 교체하거나 후술하는 조명장치 또는 송풍장치 등의 다른 유틸리티 장치로 교체하는 경우 상기 와이어 견인장치(130)에 구비된 로킹 해제버튼(132)을 눌러 상기 와이어 견인장치(130)의 로킹부(133)의 상기 안착홈(114)의 걸림턱(114s)에 대한 로킹상태를 해제하여 상기 와이어 견인장치(130)를 분리할 수 있다.

상기 와이어 견인장치(130)의 하우징(131)에는 슬라이딩 레일(134)이 구비되고, 상기 등판부재(110)의 분기부(111)에 형성된 장착부(115)에 가이드 슬롯(112)이 구비되어 와이어 견인장치(130)를 등판부재(110)에 장착하는 경우 위치 결정이 용이할 수 있다.

따라서, 상기 와이어 견인장치(130)를 상기 분기부(111)에 장착하는 경우 상기 로킹부(133)는 삽입방향으로 경사면(133s) 등의 구조에 의하여 저항없이 안착홈(114)에 진입하여 장착되되 분리방향으로는 로킹부(133)가 안착홈(114)의 걸림턱(114s)에 걸려 슬라이딩록 방식으로 고정되는 구조일 수 있으며, 이 로킹부(133)의 고정상태 또는 로킹상태는 로킹 해제버튼(132)에 의하여 해제될 수 있다.

또한, 상기 견인 와이어(w)가 상기 등판부재(110)의 분기부(111)를 경유하여 착용자의 손에 착용되는 손지지부(g)로 연결되도록 착탈 가능한 클립 형태로 구성되는 와이어 가이드 부재(137)가 구비될 수 있다.

즉, 상기 와이어 가이드 부재(137)는 견인 와이어(w)에 의한 작업자의 어께 쓸림 등을 방지하기 위하여 상기 견인 와이어(w)의 배치 경로를 안내하기 위하여 구비될 수 있고, 상기 와이어 가이드 부재(137)는 클립 형태로 상기 등판부재(110)의 분기부(111)에 착탈 가능하게 장착될 수 있다.

또한, 상기 와이어 견인장치(130)의 하우징 내에 권취된 견인 와이어(w)를 상기 와이어 가이드 부재(137)까지 배치하기 위한 와이어 가이드관(138)이 구비되어 상기 와이어 견인장치(130)의 하우징(131), 상기 와이어 가이드관(138) 및 상기 와이어 가이드 부재(137)는 일체형으로 분리 및 장착될 수 있고, 견인 와이어(w)가 경유하는 와이어 가이드 부재(137)와 직접적인 마찰 등을 최소화할 수 있다.

그리고, 상기 상체유닛(100)의 등판부재(110) 하부의 밴드 연결부(115)의 좌우에 밴드 연결부재(170)가 장착될 수 있다. 상기 밴드 연결부재(170)는 상기 밴드 연결부에 형성된 장착구 상에 회전 가능하게 장착될 수 있다.

따라서, 밴드부재의 연결방향이 변경 가능하므로 착용자의 신체 형상에 대응하여 유연하게 밴드부재의 착용이 가능하게 된다.

도 11은 본 발명에 따른 작업자용 보조기의 유틸리티 장치로서의 와이어 견인장치(130)의 분해 사시도를 도시하며, 도 12는 상기 와이어 견인장치(130) 내부에서의 견인 와이어(w)의 권취상태를 도시한다.

상기 와이어 견인장치(130)는 상부 하우징(131a)과 하부 하우징(131b)으로 분할 구성될 수 있고, 상기 하부 하우징(131b)에 상기 로킹부(133)가 노출 가능한 개방구가 형성될 수 있다.

상기 하우징(131) 내부에는 상기 견인 와이어(w)가 탄성 권취되는 릴유닛(1303)이 구비되어 권취된 견인 와이어(w)가 풀리는 방향의 반대방향으로 견인력을 제공한다. 따라서, 손지지부를 잡아당겨 손에 착용하면 상기 릴유닛(1303) 방향으로 견인력을 제공할 수 있으므로 상체유닛에 와이어 견인장치를 장착한 보조기를 착용한 작업자는 수하물의 하중 부담을 경감시킬 수 있다.

상기 릴유닛(1303)은 상부 하우징(131a)과 하부 하우징(131b)을 연결하는 회전축 상에 회전 가능하게 장착될 수 있으며, 상부와 하부에 릴유닛(1303)의 회전 마찰을 최소화하기 위한 베어링(1307)이 구비될 수 있다.

그리고, 상기 로킹부(133)와 로킹 해제버튼(132)이 각각의 장착구 또는 개구부 상에 설치되고 상기 로킹부(133)와 로킹 해제버튼(132) 사이에 토션 스프링(1306)이 구비되어 상기 로킹부(133)와 로킹 해제버튼(132)을 탄성 지지할 수 있다.

상기 로킹부(133), 상기 로킹 해제버튼(132) 및 상기 토션 스프링(1306)은 위치 이탈을 방지하기 위하여 고정부재(1305)에 의하여 고정될 수 있다.

상기 로킹 해제버튼(132)이 눌려지면 상기 로킹 해제버튼이 장착된 토션 스프링(1306)을 회전시켜 상기 로킹부(133)의 로킹 상태가 해제되어 와이어 견인장치가 분리되도록 할 수 있다.

그리고, 상기 하우징(131) 내에 견인 와이어의 권취 동작을 안내하기 위한 적어도 하나의 롤러(1307)가 구비될 수 있고, 도 11에 도시된 바와 같이 하우징에는 한 쌍의 와이어 가이드관(138)이 구비될 수 있다.

상기 릴유닛(1303)에 권취된 견인 와이어는 어느 하나의 와이어 가이드관(138a)을 통해 손지지부에 연결되고, 상기 손지지부를 경유한 견인 와이어는 다른 하나의 와이어 가이드관(138b)을 통해 하우징 내의 와이어 가이드관 단부에 구비된 앵커부(1308)에 고정될 수 있다.

도 13은 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)의 사이즈 조절장치(150)를 구성하는 익스텐더(154)의 폭방향 사이즈 조절 상태의 단면도를 도시한다. 구체적으로, 도 13(a)는 상부 연결바(230)의 간격이 최소화된 상태의 익스텐더(154)의 단면도를 도시하며 도 13(b)는 상부 연결바(230)의 간격이 최대화된 상태의 익스텐더(154)의 단면도를 도시한다.

본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)는 착용자의 신체 사이즈 등에 따라 그 크기가 가변되는 구조를 갖는다.

착용자의 신체 사이즈 중 몸통의 폭과 고관절의 높이는 착용자의 성별, 나이 또는 개인차에 따라 다양할 수 있으므로, 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)는 착용자의 신체 사이즈에 대응하여 상치 유닛에 연결되는 상부 연결바(230)의 연결 간격 및 연결 위치를 조절하기 위한 도 7을 참조하여 설명한 사이즈 조절장치(150)를 구비할 수 있다.

상기 사이즈 조절장치(150)는 상하방향 가이드바(151)와 폭조절이 가능한 익스텐더(154)를 구비하여, 착용자의 몸통의 폭과 고관절의 위치에 따라 작업자용 보조기(1)의 폭과 높이를 조절할 수 있다.

상기 익스텐더(154)는 파이프 형태로 구비되어 상부 연결관이 삽입 또는 인출되도록 구성되어, 착용자의 몸통폭에 대응하여 그 길이방향 폭을 조절할 수 있고, 상기 상체유닛(100)에서 상기 익스텐더(154)의 높이 조절을 통해 익스텐더(154)에 장착된 상부 연결바(230)의 높이를 조절하여 결국 그 상부 연결바(230)에 연결된 보조토크 발생장치(210)의 높이를 조절할 수 있다.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기 사이즈 조절장치(150)를 구성하는 익스텐더(154)는 파이프형 하우징(1541) 내측에 탄성부재(1543)가 구비되고, 상기 탄성부재(1543)의 단부가 연결된 상태로 상부 연결바(230)의 내측 단부와 접합되는 금속재질의 커플러(1545)와 상기 커플러(1545) 외주면을 감싸 상기 파이프형 하우징(1541) 내주면과 마찰을 저감시키기 위한 파이프형 마찰 저감부재(1544)를 포함할 수 있다.

상기 커플러(1545)는 탄성부재로서 코일 스프링과 상부 연결바(230)의 고정 작업이 쉽지 않으므로 부가되는 구성으로 상부 연결바(230)와 상기 커플러(1545)는 상기 상부 연결바(230)의 단부가 파이프 형태의 커플러(1545) 내부에 삽입된 상태에서 용접 또는 압착 등의 방법으로 접합될 수 있다.

더 나아가 탄성부재(1543)인 코일 스프링의 단부는 링 형태로 구성될 수 있으므로 상기 커플러(1545)와 탄성부재 사이에 탄성부재(1543)의 단부 고리를 걸기 위한 링연결부재(1548)가 더 구비될 수 있다. 상기 링연결부재(1548)와 상기 커플러(1545)는 볼트 등으로 체결되거나 압착 또는 용접 등의 방법으로 고정될 수 있다.

상기 마찰 저감부재(1544)는 착용자의 신체 사이즈에 대응하여 상부 연결바(230)의 수평방향 슬라이딩 과정에서 금속재질의 상기 커플러(1545)와 상기 파이프형 하우징(1541)의 내주면 사이의 마찰을 저감하는 재질로 구성될 수 있다. 상기 마찰 저감부재(1544)는 예를 들면 테프론 수지 등이 적용될 수 있다.

상기 파이프형 하우징(1541) 내측에 구비된 하나의 탄성부재의 양단에 상부 연결바(230)의 양단이 연결되는 구조도 구성이 가능하며, 도 13에 도시된 바와 같이, 파이프형 하우징(1541) 내부에 탄성부재가 2개가 일렬로 구비되되 파이프형 하우징(1541) 내부에 고정된 고정재(1542)에 각각 일단이 연결되고 각각의 타단에서 상부 연결바(230)의 타단이 연결된 커플러(1545) 측에 연결되는 구조일 수도 있다.

도 14는 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)의 연결유닛(200)의 외측면도 및 내측면도를 도시하며, 도 15은 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)의 연결유닛(200)을 구성하는 보조토크 발생장치(210)의 작동상태의 투시도를 도시하며, 도 16는 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)의 연결유닛(200)을 구성하는 보조토크 발생장치(210)의 투시도와 단면도를 도시한다.

도 14(a)에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)는 착용자의 골반 양측면을 감싸는 한 쌍의 골반부재(310)를 포함하고 상기 보조토크 발생장치(210)는 상기 골반부재(310)의 외측에 장착되어 착용자의 고관절 신전 또는 굴곡 동작시 보조토크를 제공할 수 있다.

그리고, 도 14(b)에 도시된 바와 같이, 상기 보조토크 발생장치(210)는 상기 골반부재(310)에 축결합되되 고정되지 않고 골반부재(310) 내주면에 장착된 축결합 부재(320)에 원호형 가이드홈(321)을 구비하고 보조토크 발생장치(210)의 내주면에 상기 가이드홈(321)에 안착되어 회전 범위가 제한되는 가이드축(201)을 구비하여 상기 보조토크 발생장치(210)는 상기 골반부재(310)의 외측에 미리 결정된 범위 회전 가능하도록 장착될 수 있다.

따라서, 착용자가 수하물(B)을 들어올리는 하중 작업 이외에 상체와 하체의 어느 정도의 움직임을 허용할 수 있다.

그리고, 상기 보조토크 발생장치(210)는 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 상부 연결바(230)가 장착되는 하우징(212), 상기 하우징(212)과 편심된 회전축(218)에 의하여 회전 가능하게 장착되고 외주면에 곡면 구름면(219s)을 구비하며 상기 하부 연결바(250)에 연결되는 캠부재(219), 상기 캠부재(219)의 구름면(219s)을 따라 구름 구동되며 상기 상부 연결바(230) 측에 연결되는 캠롤러(217), 상기 하우징(212) 내에서 압축된 상태로 장착되어 상기 캠롤러(217)를 상기 캠부재(219)의 구름면(219s) 방향으로 추진하는 탄성부재(214) 및 상기 탄성부재(214)가 일단에 지지되고 타단에 상기 캠롤러(217)가 회전 가능하게 장착되는 마운트 부재(215);를 구비할 수 있다.

상기 캠부재(219)는 상기 하우징(212)과 편심된 회전축(218)에 의하여 회전 가능하게 장착되고 외주면에 곡면 구름면(219s)을 구비하며 상기 하부 연결바(250) 측에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 하부 연결바(250)는 상기 보조토크 발생장치(210)에 대하여 상기 편심된 회전축(218)에 대하여 회전 가능하게 결합될 수 있다.

그리고, 상기 상부 연결바(230) 및 상기 하우징(212) 측에 장착되며 상기 캠부재(219)의 구름면(219s)을 따라 구름 구동되며 캠롤러(217)가 구비되어 상기 캠부재(219)의 구름면(219s)을 따라 구동할 수 있다.

상기 캠롤러(217)는 상기 상부 연결바(230)가 장착된 하우징 내부에서 탄성부재(214)의 탄성력에 지지되며 장착되지만 탄성부재(214)에 직결되는 것이 아니라 별도의 마운트 부재(215) 일단에 장착되고, 상기 마운트 부재(215)의 타단에 탄성부재(214)의 일단이 지지될 수 있다.

도 15 또는 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 탄성부재(214)는 상기 하우징의 길이방향으로 압축된 상태로 장착된 코일 스프링일 수 있고, 상기 탄성부재(214) 내측으로 토크 조절 샤프트(213)가 관통하여 토크 조절 샤프트(213)의 일단이 상기 마운트 부재(215)에 체결될 수 있다.

상기 탄성부재(214) 선형 탄성계수 또는 강성도가 10.0 N/M ~30.0N/M 정도의 코일 스프링이 적용될 수 있다.

상기 토크 조절 샤프트(213)의 타단은 상기 하우징(212) 외측으로 인출되고 단부에 토크 조절휠(211)에 장착되고, 상기 토크 조절 샤프트(213)에 상기 하우징(212) 내에서 탄성부재(214)의 타단을 지지하는 가압판(213p)이 고정 장착될 수 있다.

따라서, 상기 토크 조절휠(211)을 회전시켜 상기 토크 조절 샤프트(213)의 마운트 부재(215)의 체결 깊이를 조절하면 상기 토크 조절 샤프트(213)에 장착된 가압판(213p)이 탄성부재를 압축 또는 신장시켜 상기 마운트 부재(215)의 타단에 지지되는 탄성부재의 길이를 변화시켜 상기 캠롤러(217)에 가해지는 탄성력을 조절할 수 있다. 상기 토크 조절휠에 의하여 조절 가능한 상기 탄성부재의 탄성력 범위는 20 % 정도 내외가 되도록 보조토크 또는 보조력을 제공할 수 있다.

도 15(a)에 도시된 상태는 도 5에 도시된 착용자가 수하물(B)을 바닥에서 들어올리는 상태이며, 이 경우 상기 하우징에 장착된 캠롤러(217)가 캠부재(219)의 구름면(219s)을 따라 변위되고 그러면 상기 캠롤러(217)와 상기 하우징 내의 편심된 회전축(218)의 거리가 증가하게 되고 탄성부재는 수축하게 된다. 따라서, 상기 탄성부재의 탄성 반발력 및 그에 따른 보조토크는 상기 캠롤러(217)와 상기 하우징 내의 편심된 회전축(218) 사이의 거리가 감소되는 방향으로 제공될 수 있다.

따라서, 상기 탄성부재의 탄성력은 결국 상기 캠롤러(217)가 도 15(b)에 도시된 상태가 되도록 상기 캠롤러(217)가 장착된 하우징을 도 6에 도시된 착용자의 직립 상태 방향으로 회전시키는 보조토크로 변환되고 이러한 보조토크는 착용자의 고관절 신전 또는 전개 동작을 보조할 수 있다.

따라서, 상기 캠부재(219)와 하우징을 체결하기 위한 회전축의 상기 캠부재(219) 상의 위치 또는 상기 캠롤러(217)와의 거리를 변경하는 방법으로 상기 탄성부재의 탄성력 또는 보조토크 발생 구간을 결정할 수 있다.

즉, 도 15(a)에 도시된 바와 같이 착용자가 수하물(B)을 들어올리는 과정이 착용자에게 가장 큰 근력 부하가 발생되는 시점일 수 있으므로 이와 같은 상부 연결바(230)와 하부 연결바(250)의 각도에서 상기 탄성부재가 가장 많이 압축되도록 하고, 도 15(b)에 도시된 바와 같이 착용자가 수하물(B)을 다 들어올린 경우에는 근력 부하가 상대적으로 감소된 상태이므로 상기 탄성부재의 압축이 최소화되도록 상기 캠부재(219) 상에서의 상기 회전축의 위치를 선정하도록 할 수 있다.

도 15은 바닥에 있는 수하물(B)을 들어올리는 작업을 예로 들어 설명하였으나, 작업의 종류, 예를 들면 높은 곳에 있는 수하물(B)을 들어 바닥에 내려 놓는 작업 등의 경우에도 고관절 굴곡 방향 저항이 되는 보조토크를 제공하여 작업자의 하중 부담을 저감할 수 있다.

그리고, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 캠롤러(217)가 장착된 상기 마운트 부재(215)는 후방에서 상기 탄성부재가 탄성 지지된 상태이며 상기 토크 조절 샤프트(213)의 일단은 도 16(b)에 도시된 마운트 부재(215)의 체결홀(215c)에 나사방식으로 체결되고 타단은 상기 하우징 외측으로 인출되고 단부에 토크 조절휠(211)에 장착되고 상기 하우징 내에서 탄성부재의 타단을 지지하는 가압판(213p)이 구비되는 구조임은 전술한 바와 같다.

상기 토크 조절휠(211)을 회전시키면 상기 토크 조절 샤프트(213)의 상기 마운트 부재(215) 내의 체결깊이를 변경할 수 있고, 상기 토크 조절 샤프트(213)에 구비된 가압판(213p)은 상기 탄성부재를 압축하여 보조토크의 크기를 세팅할 수 있다.

즉, 상대적으로 큰 하중의 수하물 취급시에는 토크 조절휠(211)을 돌려 탄성부재(214)를 더 압축시키고, 가벼운 하중의 수하물 취급시에는 그 반대로 돌려 탄성부재(214)의 압축상태를 풀어 자유로운 움직임을 더 보장할 수 있다.

상기 토크 조절 샤프트(213)가 상기 마운트 부재(215)에 장착되는 과정에서 하우징 내에서의 비틀림을 방지하기 위하여, 상기 마운트 부재(215)의 외주면의 길이방향을 따라 상기 토크 조절 샤프트(213)의 회전시 상기 하우징 내에서의 비틀림을 방지하기 위하여 상기 하우징(212)의 내주면의 형상에 형합되는 비틀림 방지돌기(215p)가 구비될 수 있다.

상기 비틀림 방지돌기(215p)는 하우징 내주면에 형성된 홈에 형합되어 상기 토크 조절 샤프트(213)의 회전시 발생될 수 있는 비틀림 토크에 의한 상기 하우징 내에서의 마운트 부재(215)의 회전 또는 비틀림이 방지될 수 있다.

그리고, 상기 상부 연결바(230)는 상기 보조토크 발생장치(210)의 하우징 측에 연결되고, 상기 하부 연결바(250)는 상기 보조토크 발생장치(210)의 캠부재(219) 측에 연결될 수 있다.

상기 하부 연결바(250)는 상기 캠부재(219)에 직결될 수도 있으나 대퇴부의 내전 또는 외전 동작을 허용하기 위하여, 상기 캠부재(219)에 내외전축에 축결합되는 내외전 부재(220)를 매개로 상기 캠부재(219)에 연결될 수 있다.

상기 하우징(212)은 상기 탄성부재(214)와 상기 마운트 부재(215)가 내부에서 형합되는 구조로 내측에 별도의 연결바 삽입공간이 준비되지 않을 수 있다. 따라서, 상기 상부 연결바(230)의 상단은 상기 보조토크 발생장치(210)의 하우징으부터 착용자의 상체 후방으로 절곡되어 상기 상체유닛(100)에 연결되고, 상기 상부 연결바(230)의 하단은 상기 보조토크 발생징치(210)의 하우징(212) 내측면의 길이방향으로 절곡된 후 상기 하우징에 장착되는 보조 하우징(212') 사이에 장착되어 상기 보조토크 발생장치(210)에 고정되어 함께 회전되는 구조로 구성될 수 있다.

도 17는 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)의 대퇴유닛(400)의 사시도와 단면도를 도시한다.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 하부 연결바(250)는 상기 보조토크 발생장치(210)의 캠부재(219) 하부로부터 착용자의 대퇴 전방으로 절곡되어 상기 대퇴유닛(400)의 대퇴부재(410)에 연결되도록 구성될 수 있다.

상기 대퇴부재(410)가 착용자의 대퇴의 전방을 지지하는 이유는 상기 보조토크 발생장치(210)에서 제공되는 보조토크가 고?樗萱? 굴곡상태에서의 신전 또는 전개 동작에서 착용자의 고관절에 보조력 또는 보조토크를 제공하므로 대퇴 등에 힘전달이 용이하도록 하기 위함이다.

구체적으로, 상기 대퇴유닛(400)은 착용자의 대퇴 전방을 감싸는 대퇴부재(410) 및 상기 대퇴부재(410) 외주면에 상기 하부 연결바(250)의 단부가 수용된 상태로 상기 대퇴부재(410)에 장착되는 캡부재(430)를 포함하여 구성될 수 있고, 상기 하부 연결바(250)는 상기 대퇴부재(410) 전방으로 연결되되 상기 하부 연결바(250)의 단부가 미리 결정된 방향으로 절곡되고, 상기 캡부재(430) 내부에 상기 하부 연결바(250)의 단부가 미리 결정된 각도 회전 가능하도록 회동 공간(412)이 구비되어 착용자의 대퇴의 어느 정도의 움직임을 허용하는 구조일 수 있다.

또한, 상기 회동공간(412) 내에 상기 캡부재 내주면 상에 형성되는 지지면(412s)는 상기 대퇴부재에 대한 상기 하부 연결바(250)의 회전 각도를 제한하기 위하여 구비될 수 있으며 상기 하부 연결바(250)의 단부를 지지하기 위한 경사면 형태로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 대퇴부재(410)의 외주면은 상기 캡부재(430)와 함께 상기 회동 공간을 형성하며 상기 하부 연결바(250)의 절곡된 단부를 수용하기 위한 수용부(412) 및 상기 수용부(412)로 진입되는 하부 연결바(250)가 안착 지지되기 위한 안착홈(413)이 구비될 수 있다.

상기 대퇴부재(410)는 좌우 구별되지 않고 적용이 가능하도록 수용부(412)가 2개씩 구비되고 안착홈(413)은 양방향으로 구비될 수 있다.

그리고, 상기 하부 연결바(250)의 단부는 좌우 각각 내측 수용부(412)에 수용된 후 한번더 절곡되어 하부 연결바(250)의 비틀림을 방지하며, 하부 연결바의 분리를 방지하도록 구성될 수 있다.

도 18 및 도 19은 본 발명에 따른 작업자용 보조기(1)의 상체유닛(100)에 와이어 견인장치(130) 대신 조명장치(130B) 및 송풍장치(130C)가 각각 장착된 실시예의 사시도를 도시한다.

전술한 바와 같이, 본 발명은 착용자의 상체유닛(100)에 착탈 가능한 와이어 견인장치(130)를 구비함은 전술한 바와 같다.

상기 와이어 견인장치(130)는 착용자의 팔에 가해지는 수하물(B)의 하중 부담을 줄이기 위해 구비되지만 작업 종류와 작업 환경에 따라 다앙?h 유틸리티 장치의 적용이 가능할 수 있다.

즉, 도 18 및 도 19에 도시된 바와 같이, 조명이 부족한 작업 환경에서 작업하는 착용자를 위하여 상기 상체유닛(100)에 조명장치(130B), 고온 작업 환경에서 작업하는 착용자를 위하여 상기 상체유닛(100)에 송풍장치(130C)가 적용될 수 있다.

각각의 조명장치(130B)와 송풍장치(130C) 역시 전술한 와이어 견인장치(130)와 유사한 구조의 하우징을 구비하고 상기 하우징은 상기 분기부(111)에 로킹 방식으로 장착될 수 있다.

마찬가지로, 상기 조명장치(130B)와 송풍장치(130C)는 하우징의 하면에서 돌출되는 일면이 경사면 형태의 돌기 형태의 로킹부, 상기 하우징 외측면에 장착되고 가압시 상기 로킹부를 하우징 내부로 삽입시킬 수 있는 로킹 해제버튼 및 상기 하우징 하부에 상기 조명장치(130B) 또는 송풍장치를 상기 분기부에 슬라이딩 장착하기 위한 슬라이딩 레일이 구비되고, 상기 등판부재의 분기부에 상기 와이어 견인장치의 로킹부가 걸림 고정되기 위한 걸림턱이 구비된 안착홈 및 조명장치(130B)와 송풍장치(130C)의 하우징이 슬라이드 장착되기 가이드 슬롯이 구비될 수 있고, 로킹 방식은 동일하게 적용될 수 있으나, 이외에도 착탈식 방식이라면 다양한 로킹 구조가 적용될 수 있다.

그리고, 상기 송풍장치와 조명장치는 충전식 배터리가 구비되어 충전과 교체가 가능한 구조로 구성될 수 있다. 또한, 전술한 유틸리티 장치로서 와이어 견인장치가 탄성부재 방식이 아닌 모터와 베터리를 구비한 전동식 견인장치로 구성될 수도 있으며, 이와 같은 유틸리티 장치는 작업자의 작업 종류 또는 작업 환경에 따라 다양한 어플리케이션을 제공하도록 구성될 수 있다.

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.

1 : 작업자용 보조기
100 : 대퇴유닛
200 : 연결유닛
300 : 골반유닛
400 : 대퇴유닛

Claims (19)

1. 착용자의 상체에 장착되는 상체유닛;
   착용자의 골반에 착용되는 골반유닛;
   착용자의 대퇴에 착용되는 대퇴유닛; 및,
   상기 상체유닛, 상기 골반유닛 및 상기 대퇴유닛을 연결하며, 착용자의 고관절 신전 또는 굴곡 동작을 보조하는 보조토크를 제공하기 위한 연결유닛;을 포함하는 작업자용 보조기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 연결유닛은 상기 골반유닛에 장착되는 보조토크 발생장치; 상기 보조토크 밸생장치와 상기 상체유닛을 연결하는 한 쌍의 상부 연결바 및 상기 보조토크 밸생장치와 상기 대퇴유닛을 연결하는 한 쌍의 하부 연결바를 포함하고,
   상기 보조토크 발생장치는 상기 상부 연결바와 상기 하부 연결바의 연결각도 감소시 복원토크를 발생시키는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
3. 제1항에 있어서,
   상기 골반유닛은 착용자의 골반 양측면을 감싸는 한 쌍의 골반부재를 포함하고, 상기 연결유닛을 구성하는 보조토크 발생장치는 각각의 상기 골반부재의 외측에 미리 결정된 범위 회전 가능하도록 장착되는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
4. 제2항에 있어서,
   상기 보조토크 발생장치는
   하우징, 상기 하우징과 편심된 회전축에 의하여 회전 가능하게 장착되고 외주면에 곡면 구름면을 구비하며 상기 하부 연결바 측에 연결되는 캠부재, 상기 캠부재의 구름면을 따라 구름 구동되며 상기 상부 연결바 측에 연결되는 캠롤러, 상기 하우징 내에서 압축된 상태로 장착되어 상기 캠롤러를 상기 캠부재의 구름면 방향으로 추진하기 위한 탄성부재 및 상기 탄성부재가 일단에 지지되고 타단에 상기 캠롤러가 회전 가능하게 장착되는 마운트 부재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
5. 제2항에 있어서,
   상기 탄성부재는 상기 하우징의 길이방향으로 압축 가능한 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
6. 제2항에 있어서,
   상기 상부 연결바는 상기 보조토크 발생장치의 하우징 측에 연결되고,
   상기 하부 연결바는 상기 보조토크 발생장치의 캠부재 측에 연결되는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
7. 제2항에 있어서,
   상기 상부 연결바는 상기 보조토크 발생장치의 하우징으부터 착용자의 상체 후방으로 절곡되어 상기 상체유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
8. 제2항에 있어서,
   상기 상체유닛은 착용자의 등판을 감싸는 등판부 및 착용자의 양어깨로 분지되는 분기부를 포함하는 등판부재 및 상기 등판부재에 장착되어 한 쌍의 상기 상부 연결바의 연결 높이, 연결 폭 또는 연결 각도 변경을 허용하는 사이즈조절장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
9. 제8항에 있어서,
   상기 사이즈조절장치는 상기 등판부재에 상하 방향으로 장착되는 가이드바, 상기 가이드바에 슬라이딩 가능하게 장착되는 슬라이더, 상기 슬라이더에 착용자의 전방 방향 x축 중심으로 회전 가능하게 장착되는 로테이터, 상기 로테이터를 수평 방향으로 관통하여 장착되고, 각각의 상기 상부 연결바의 단부가 양단에서 탄성 견인된 상태로 삽입 또는 인출되어 폭조절이 가능한 파이프 형태의 익스텐더;를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
10. 제9항에 있어서,
    상기 상부 연결바는 상기 사이즈조절장치의 익스텐더 양단에 수평 방향으로 연결되는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
11. 제9항에 있어서,
    상기 가이드바는 중공 카본 파이프로 구성되는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
12. 제8항에 있어서,
    상기 등판부재에 장착되고, 상기 착용자의 손에 장착되는 글로브 형태의 손지지부를 견인하는 견인력을 제공하기 위한 견인와이어가 하우징 내에 권취된 와이어 견인장치가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
13. 제12항에 있어서,
    상기 와이어 견인장치는 2개가 각각 상기 등판부재의 분기부 상에 착탈 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
14. 제13항에 있어서,
    상기 와이어 견인장치를 구성하는 하우징 내에 견인 와이어가 탄성부재에 의하여 탄성 권취되고, 상기 하우징은 상기 분기부에 슬라이딩록 방식으로 장착되는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
15. 제12항에 있어서,
    상기 견인 와이어가 상기 등판부재의 분기부를 경유하여 착용자의 손에 착용되는 손지지부로 연결되도록 착탈 가능한 클립 형태로 구성되며 상기 분기부에 장착되는 와어어 가이드 부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
16. 제12항에 있어서,
    상기 와이어 견인장치는 상기 하우징 하면으로 선택적 돌출되는 돌기 형태의 로킹부, 상기 하우징 외측면에 장착되고 푸시 동작에 의해 상기 로킹부의 로킹상태를 해제할 수 있는 로킹 해제버튼 및 상기 하우징 하부에 상기 와이어 견인장치를 상기 분기부에 슬라이딩 장착하기 위한 슬라이딩 레일이 구비되고, 상기 등판부재의 분기부에 상기 와이어 견인장치의 로킹부가 걸림 고정되기 위한 걸림턱 및 상기 와이어 견인장치의 하우징이 슬라이드 장착되기 가이드 슬롯을 구비하는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
17. 제2항에 있어서,
    상기 하부 연결바는 상기 보조토크 발생장치의 캠부재 하부로부터 착용자의 대퇴 전방으로 절곡되어 상기 대퇴 전방으로 절곡되어 상기 대퇴유닛의 대퇴부재에 연결되는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
18. 제17항에 있어서,
    상기 대퇴유닛은 착용자의 대퇴 전방을 감싸는 대퇴부재 및 상기 대퇴부재 외주면에 상기 하부 연결바의 단부가 수용된 상태로 상기 대퇴부재에 장착되는 캡부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.
19. 제18항에 있어서,
    상기 하부 연결바는 상기 대퇴부재 전방으로 연결되되 상기 하부 연결바의 단부가 미리 결정된 방향으로 절곡되고, 상기 캡부재 내부에 상기 하부 연결바의 단부가 미리 결정된 각도 회전 가능하도록 회동 공간이 구비되는 것을 특징으로 하는 작업자용 보조기.

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