WO2022004984A1 - 착용 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치 - Google Patents

착용 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치 Download PDF

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WO2022004984A1
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cover
support
elastic layer
user
wearing module
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이민형
이연백
노세곤
최병준
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삼성전자주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a wearing module and an exercise assisting device including the same.
  • a motion assistance device refers to a device or device that helps patients who cannot walk on their own due to various diseases or accidents to exercise for rehabilitation treatment. Recently, as an aging society deepens, there is an increasing number of people who have difficulty in normal movement or complain about movement due to joint problems, and thus interest in exercise assistive devices is also increasing.
  • the exercise assisting device is mounted on the user's body to assist the user with muscle strength required to exercise, and induces the user's gait so that the user can exercise normally.
  • a wearing module includes: a cover body and a cover including a cover hole formed through the cover body; a support body formed of a material more flexible than the cover; a support head connected to the support body and detachable from the cover body; a support part including an attachment part that passes through and is attached to the outer surface of the support body; and an elastic layer partially fixed to the support and movable relative to the cover.
  • a portion of the elastic layer is fixed to the inner surface of the support body, and the other portion is slidable along the inner surface of the cover body.
  • the wearing module may further include a main guide connected to the cover and guiding the sliding of the elastic layer.
  • the elastic layer may move in a direction toward the support head while the attachment part passes through the cover and moves toward the support head.
  • the wearing module may further include a cushion part connected to the main guide and positioned on the opposite side of the support body with respect to the main guide.
  • the potential energy of the elastic layer may increase.
  • the potential energy of the elastic layer may be minimal.
  • the support head may be formed of a material stronger than the support body.
  • It may include an auxiliary guide that is connected to the support and guides the movement of the elastic layer.
  • the wearing module may further include a belt having one end fixed to the cover and the other end fixed to the support unit or auxiliary guide.
  • the wearing module may further include a belt guide connected to the support and supporting the belt.
  • the support part is detachable from the cover by magnetic force.
  • An exercise assistance apparatus includes: a main frame; an actuator disposed on the main frame; a driving frame rotatable by receiving power from the actuator; a cover connected to the driving frame; a support body formed of a material more flexible than the cover; a support head connected to the support body and detachable from the cover; and an attachment part formed at an end of the support body and attached to the support body through the cover to support; and an elastic layer partially fixed to the support and movable relative to the cover.
  • a portion of the elastic layer is fixed to the inner surface of the support body, and the other portion is slidable along the inner surface of the cover.
  • the exercise assisting device may further include a main guide connected to the cover and guiding the sliding of the elastic layer.
  • the potential energy of the elastic layer may increase.
  • the main frame may support the user's waist, and the cover and the support part may wrap the user's thigh.
  • FIG. 1 is a front view of an exercise assisting device according to an exemplary embodiment.
  • FIG 2 is a side view of an exercise assisting device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a plan view schematically illustrating a wearing module of the exercise assisting device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a plan view illustrating a state in which a size of a wearing module is adjusted according to an embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the wearing module cut along the cut line V-V of FIG. 3 .
  • FIG. 6 is a side view schematically illustrating a state in which a user moves forward while wearing an exercise assisting device.
  • FIG. 7 is a plan view schematically illustrating a state of the wearing module in FIG. 6 .
  • FIG 8 and 9 are plan views schematically illustrating a wearing module according to another embodiment.
  • FIG. 10 is a plan view schematically illustrating a wearing module of the exercise assisting device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a state in which a wearing module of an exercise assisting device is worn on a user's upper arm according to an embodiment.
  • first or second may be used to describe various elements, these terms should be interpreted only for the purpose of distinguishing one element from another.
  • a first component may be termed a second component, and similarly, a second component may also be termed a first component.
  • a component included in one embodiment and a component including a common function will be described using the same name in another embodiment. Unless otherwise stated, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments as well, and detailed descriptions within the overlapping range will be omitted.
  • FIG. 1 is a front view of an exercise assisting device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 2 is a side view of the exercise assisting apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the exercise assisting device 1 may be worn on the user to assist the user's exercise.
  • the user may be a person, an animal, a robot, or the like, but is not limited thereto.
  • FIG. 1 shows a case in which the exercise assisting device 1 assists the exercise of the user's thigh
  • the exercise assisting device 1 includes other parts of the upper body such as the user's hand, upper arm, and lower arm, It is also possible to assist other parts of the lower body, such as the feet and calves.
  • the exercise assisting device 1 may assist the exercise of a portion of the user.
  • a case in which the exercise assisting device 1 assists the exercise of a person's thigh will be exemplarily described.
  • the exercise assisting device 1 includes a main body 80 , a pair of main frames 20 , a pair of straps 60 , and an auxiliary connected to any one of the pair of straps 60 . It may include a strap 70 , an actuator 30 , a joint member 40 , a driving frame 50 , a cover 11 , and a support part 12 .
  • the exercise assisting device 1 may support the user's proximal and distal portions, respectively, to assist in relative movement between the proximal and distal portions.
  • Components of the exercise assisting device 1 worn on the proximal portion of the user will be referred to as 'proximal wearing units', and components worn on the distal portion will be referred to as 'wearing modules' (or distal wearing units).
  • the main body 80, the pair of main frames 20, the pair of straps 60, and the auxiliary strap 70 among the components of the exercise assisting device 1 may correspond to the proximal wear part.
  • the cover 11 and the support 12 may correspond to the wearing module.
  • the proximal wearing unit may be worn on the user's waist or pelvis, and the wearing module may be worn on the user's thigh or calf. It should be noted that the position where the proximal wearing part and the wearing module are worn is not limited thereto.
  • the proximal wearing unit may be worn on the user's torso or shoulder, and the wearing module may be worn on the user's upper arm or lower arm.
  • the main body 80 may accommodate a control unit (not shown) for controlling the actuator 30 therein, and a power supply unit (not shown) for supplying power to the actuator 30 .
  • the main body 80 may be disposed on the user's back side based on the state in which the exercise assisting device 1 is worn on the user's body.
  • the pair of main frames 20 may be connected to the main body 80 .
  • the main frame 20 may support a part of the user's body.
  • the main frame 20 may contact at least a portion of the user's outer surface.
  • the main frame 20 may have a shape surrounding the user's outer surface.
  • the main frame 20 may be formed to be curved in a shape corresponding to the user's contact portion.
  • the main frame 20 may include a curved surface in contact with the user.
  • the main frame 20 may support the user's waist.
  • a pair of straps 60 may be respectively connected to a pair of main frames 20 .
  • the pair of straps 60 may maintain a shape extending forward (+x direction) before the user wears the exercise assisting device 1 , and the user enters the pair of main frames 20 . can't stop you from doing it.
  • the pair of straps 60 may be deformed and wrap the front portion of the user as shown in the figure.
  • the main body 80 , the pair of main frames 20 , and the pair of straps 60 may completely wrap around the user's circumference.
  • the pair of auxiliary straps 70 may fix the pair of straps 60 to each other while the pair of straps 60 overlap each other.
  • one of the pair of straps 60 may wrap the other strap together with the pair of auxiliary straps 70 .
  • the actuator 30 may provide power transmitted to the joint member 40 .
  • the actuator 30 may include a motor that generates power by receiving voltage or current from a power supply.
  • the actuator 30 may be disposed in a lateral direction of the joint member 40 .
  • the rotation axis of the actuator 30 and the rotation axis of the joint member 40 may be disposed to be spaced apart from each other. In this case, the height protruding from the user can be reduced compared to the case where the actuator 30 and the joint member 40 share a rotation axis.
  • the actuator 30 may be disposed to be spaced apart from the joint member 40 .
  • a power transmission module for transmitting power from the actuator 30 to the joint member 40 may be provided.
  • the power transmission module may be a rotating body such as a gear, or a longitudinal member such as a wire, cable, string, rubber band, spring, belt, or chain.
  • the position and power transmission structure of the actuator 30 are not limited.
  • the joint member 40 may receive power from the actuator 30 to assist the user's movement of the joint.
  • the joint member 40 may be disposed at a position corresponding to the user's joint portion.
  • the joint member 40 may be disposed on one side of the main frame 20 .
  • One side of the joint member 40 may be connected to the actuator 30 , and the other side may be connected to the driving frame 50 , the cover 11 , and the support unit 12 .
  • the joint member 40 may be rotated by power received from the actuator 30 .
  • An encoder for measuring a rotation angle of the joint member 40 may be disposed on one side of the joint member 40 .
  • the driving frame 50 may transmit an assisting force for assisting the movement of a portion of the user.
  • the assisting force may be understood as a force acting in a direction coincident with the movement direction of a portion of the user.
  • the assisting force may be understood as a force excluding a force in a direction intersecting the motion direction of the part from among the forces acting on the part of the user.
  • One end of the driving frame 50 may be connected to the joint member 40 and rotated.
  • the other end of the driving frame 50 may be connected to the support 12 to transmit assisting force to a portion of the user.
  • the driving frame 50 may push or pull the user's thigh.
  • the driving frame 50 may extend along the length direction of the user's thigh.
  • the driving frame 50 may be bent to wrap at least a portion of the circumference of the user's thigh.
  • the upper portion of the driving frame 50 may cover a portion of the user's body that faces laterally (+y direction or -y direction), and the lower portion of the driving frame 50 is the front (+) of the user's body. x direction) can be covered.
  • the cover 11 may act as an assisting force on a part of the user.
  • the cover 11 may be disposed between the other end of the driving frame 50 and the support 12 .
  • the cover 11 may be disposed on one side of the user's thigh to push or pull the user's thigh.
  • the cover 11 may be disposed on the front side of the user's thigh.
  • the cover 11 may be disposed along the circumferential direction of the user's thigh.
  • the cover 11 may extend to both sides around the other end of the driving frame 50 .
  • the cover 11 may include a curved surface corresponding to the user's thigh.
  • the support 12 may be connected to one side of the cover 11 .
  • the support 12 may be disposed to surround at least a portion of the user's thigh to prevent the user's thigh from being separated from the driving frame 50 .
  • FIG. 3 is a plan view schematically illustrating a wearing module of the exercise assisting device according to an embodiment
  • FIG. 4 is a plan view illustrating a state in which the size of the wearing module is adjusted according to an embodiment
  • FIG. 5 is FIG. It is a cross-sectional view of the wearing module cut along the incision line VV.
  • the exercise assisting device may be easily worn on the user's body through elastic force.
  • the exercise assisting device includes a driving frame 50 , a cover 11 connected to the driving frame 50 , a support part 12 detachably connected to the cover 11 , the cover 11 and the support part 12 .
  • the cover 11 may transmit the power of the driving frame 50 to the support 12 .
  • the power of the driving frame 50 may be transmitted to the support 12 through the cover 11 , and may ultimately assist the user's joint movement.
  • the cover 11 may cover a part of the user's body.
  • the cover 11 may be disposed in front of the user's thigh, and may have a curved shape surrounding a partial area of the front of the thigh.
  • the cover 11 may include a cover body 111 , a cover head 112 connected to the cover body 111 , and a cover hole 113 formed through the cover body 111 .
  • Support 12 may support a distal portion of a user.
  • the support 12 may support the distal portion together with the cover 11 in such a way that it encloses the distal portion of the user.
  • the support 12 and the cover 11 may surround the user's thigh.
  • the support part 12 includes a support body 121 formed of a material more flexible than the cover 11 , a support head 122 connected to the support body 121 and detachable from the cover head 112 , and the support body 121 . It may include an attachment part 123 connected to the support body 121 , positioned on the opposite side of the support head 122 with respect to the support body 121 , and attached to the outer surface of the support body 121 through the cover hole 113 .
  • the cover 11 and the support part 12 may have a shape that completely surrounds the distal portion of the user based on a state in which they are coupled to each other.
  • a first attachment area A1 and a second attachment area A2 to be attached to each other may be provided on each surface of the support body 121 and the attachment part 123 .
  • the first attachment area A1 may be formed on the outer surface of the support body 121
  • the second attachment area A2 may be formed on a surface of the attachment part 123 facing the support body 121 .
  • the first attachment area A1 and the second attachment area A2 may be Velcro areas.
  • the first attachment area A1 and the second attachment area A2 may each include a plurality of buttons formed in a longitudinal direction.
  • the attachment part 123 Since the attachment part 123 has a shape penetrating the cover 11 , the method of moving the attachment part 123 through the cover hole 113 , for example, a method of pulling the attachment part 123 , the cover (11) and the size of the inner region of the support portion 12 can be adjusted. In this way, the user can easily adjust the size of the wearing module.
  • the elastic layer 10 may be partially fixed to the support 12 and relatively movable with respect to the cover 11 .
  • the elastic layer 10 is movable along the circumferential direction of the cover 11 along the cover 11 .
  • the circumferential direction refers to a direction in which the cover 11 and the support 12 surround the distal portion of the user.
  • the elastic layer 10 may provide an elastic force to the support 12 in a state before the support 12 and the cover 11 are coupled to each other, thereby assisting the support 12 to be coupled to the cover.
  • spreading the support part 12 refers to an act of providing a space for the user's thighs to enter by separating the support head 122 from the cover 11 and then sufficiently spaced apart.
  • the elastic layer 10 may provide a restoring force to the support 12 , and the support head 122 is attached to the cover 11 . may be located nearby. A user may easily grip the support head 122 positioned close to the cover 11 to easily attach it to the cover 11 .
  • the cover head 112 and the support head 122 may each receive a magnet, and the cover 11 and the support part 12 may be detachably attached to each other by magnetic force.
  • the elastic layer 10 may be fixed to the support 12 in the region between the first point P1 and the second point P2 with reference to FIG. 3 .
  • the elastic layer 10 may be fixed to the support 12 in the region between the first point P1 and the second point P2 with reference to FIG. 3 .
  • the elastic layer 10 may be fixed to the support 12 in the region between the first point P1 and the second point P2 with reference to FIG. 3 .
  • the elastic layer 10 may be fixed to the support 12 .
  • at least a portion of the elastic layer 10 may be fixed to the inner surface of the support body 121 .
  • Another part of the elastic layer 10 is movable relative to the cover 11 .
  • the elastic layer 10 is slidable along the inner surface of the cover body 111 .
  • the third point P3 is spaced apart from the cover hole 113 . While the distance varies, the elastic layer 10 is slidable along the inner surface of the cover body 111 .
  • the potential energy of the elastic layer 10 may be minimal when the support head 122 is mounted on the cover 11 . According to such a feature, the durability of the portion fixed to the support 12 of the elastic layer 10 may be improved.
  • the elastic layer 10 is, based on the state in which the cover 11 and the support part 12 are coupled to each other, the first end 10a (first end) disposed on the support part 12 and the cover 11 It may include a second end (10b).
  • the distance at which the first end 10a is spaced apart from the support head 122 may be kept constant. Meanwhile, the distance at which the second end 10b is spaced apart from the cover head 112 may vary according to the movement of the elastic layer 10 .
  • the main guide 13 may be connected to the cover 11 and guide the movement of the elastic layer 10 .
  • the main guide 13 may prevent the elastic layer 10 from being separated from the cover 11 .
  • the main guide 13 and the cover 11 may surround the elastic layer 10 .
  • the main guide 13 may be formed of a material stronger than the support body 121 .
  • the main guide 13 may be formed of a rigid material that is not easily deformed by an external force compared to the support body 121 .
  • the main guide 13 may include an accommodation space for accommodating the elastic layer 10 therein.
  • the width W1 of the accommodation space may be greater than the width W2 of the elastic layer 10 . According to such a structure, the phenomenon that the main guide 13 is pressed by the user's body can be reduced or prevented, and as a result, even when the wearing module is worn on the user's body, the sliding movement of the elastic layer 10 is can be performed smoothly.
  • the cushion part 19 is connected to the main guide 13 , and may be located on the opposite side of the support body 121 with respect to the main guide 13 .
  • the cushion part 19 may improve a user's wearing comfort.
  • the auxiliary guide 14 is connected to the support 12 , and may guide the movement of the elastic layer 10 .
  • the auxiliary guide 14 may prevent the elastic layer 10 from being separated from the support 12 .
  • the auxiliary guide 14 and the support 12 may surround the elastic layer 10 .
  • the attachment part 123 penetrates the cover 11 based on the state in which the support head 122 is mounted on the cover 11 to remove the support head 122 .
  • the elastic layer 10 may move along the cover 11 in the direction towards the support head 122 . In this process, the distance at which the first end 10a of the elastic layer 10 is separated from the support head 122 is maintained, and the second end 10b of the elastic layer 10 approaches the support head 122 . .
  • FIG. 6 is a side view schematically illustrating a state in which a user moves forward in a state in which the exercise assisting device is worn
  • FIG. 7 is a plan view schematically illustrating a state of the wearing module in FIG. 6 .
  • the exercise assisting device may be mounted on the cradle 9 .
  • the cradle 9 is connected to the cradle body 90, the cradle head 91 connected to the upper side of the cradle body 90 and capable of supporting the main body 80 of the exercise assisting device, and the cradle body 90 and connected to the movement. It may include a cradle arm 92 disposed inside the wearing module of the auxiliary device.
  • the user may first wear the proximal wearing part of the exercise assisting device.
  • the user wears the proximal wearing part in such a way that the main body 80 , the main frame 20 , and the strap 60 wrap around the waist or pelvis, and then fix the strap 60 with the auxiliary strap 70 . can do.
  • the user may move the thigh forward after positioning the thigh inside the wearing module. While the user moves forward, the support 12 and the elastic layer 10 caught on the cradle arm 92 may be spread relatively flat, and the potential energy of the elastic layer 10 may increase.
  • the second end 10b of the elastic layer 10 may move away from the cover head 112 while the user moves forward. Since the support part 12 is provided in a state in which the attachment part 123 is attached to the support body 121 while passing through the cover hole 113 , it may be hung on the cover 11 . Even in a state where the user's thigh T is not completely worn on the wearing module, the elastic layer 10 is guided by the main guide 13 and the auxiliary guide 14, so that it is separated from the cover 11 or the support part 12 it may not be
  • FIG. 7 shows a state in which the cradle arm 92 is hung on the support head 122 .
  • the support head 122 may be moved in a direction toward the cover head 112 by the restoring force of the elastic layer 10 , and as a result, the support head 122 may be located near the cover head 112 .
  • a user can easily mount the support head 122 to the cover head 112 by holding the support head 122 located near the cover head 112 by hand. The user can easily grip the support head 122 without excessively turning the waist or correcting the posture.
  • FIG 8 and 9 are plan views schematically illustrating a wearing module according to another embodiment.
  • the exercise assisting device includes a driving frame 50 , a cover 11 connected to the driving frame 50 , and a support 12 detachably connected to the cover head 112 , and , the elastic layer 10 provided along the longitudinal direction of the cover 11 and the support 12, the main guide 13 and the auxiliary guide 14 for guiding the elastic layer 10, external force is not applied It may include a belt 15 for setting the shape of the cover 11 and the support part 12 in a non-removable state, and a belt guide 16 for supporting the belt 15 .
  • the belt 15 may have a first end 15a fixed to the cover 11 , and a second end 15b fixed to the support 12 or the auxiliary guide 14 .
  • the belt 15 may contact the thigh T before the cover 11 and the support 12 .
  • the belt 15 may be pressed by the thigh T, and as the belt 15 is pressed, the support head 122 of the support part 12 may approach the cover head 112 .
  • the second end 15b of the belt 15 is shown fixed to the auxiliary guide 14, but it should be noted that the present invention is not limited thereto.
  • the second end 15b of the belt 15 may be fixed to an area of the support 12 where the elastic layer 10 is not provided.
  • the belt 15 may not interfere with the elastic layer 10 .
  • the belt guide 16 supports the belt 15 , and the maximum distance the belt 15 is spaced apart from the cover 11 or the support part 12 can be adjusted.
  • the belt guide 16 may support the central region of the belt 15 so that the central region of the belt 15 may be located close to the inner surface of the support unit 12 .
  • FIG. 10 is a plan view schematically illustrating a wearing module of the exercise assisting device according to an exemplary embodiment.
  • the wearing module connected to the driving frame 50 may support a part of the user's body.
  • the wearing module may include a cover 11 , a support part 12 , an elastic layer 10 , a main guide 13 , an auxiliary guide 14 , and a cushion part 19 .
  • the cover 11 may include a cover hole 113 for passing the support 12 therethrough.
  • the support part 12 includes a support body 121 formed of a material more flexible than the cover 11 , a support head 122 connected to the support body 121 and detachable from the cover head 112 , and the support body 121 . It may include an attachment part 123 connected to the support body 121 and positioned on the opposite side of the device head 122 with respect to the support body 121 and attached to the outer surface of the support body 121 through the cover hole 113 .
  • the support body 121 includes a plurality of coupling grooves 121a formed on the outer surface in the longitudinal direction, and the attachment part 123 is a coupling that can be inserted into any one coupling groove among the plurality of coupling grooves 121a. It may include a protrusion 123a. Since the plurality of coupling grooves 121a are recessed from the outer surface of the support body 121 , a portion of the support body 121 may not interfere with the cover 11 while passing through the cover hole 113 .
  • FIG. 11 is a diagram schematically illustrating a state in which a wearing module of an exercise assisting device is worn on a user's upper arm according to an embodiment.
  • the wearing module of the exercise assisting device may be mounted on the user's upper arm.
  • the joint member 940 of the exercise assisting device may be provided near the user's shoulder, and the driving frame 950 may be connected to the joint member 940 and disposed along the user's upper arm.
  • the cover 911 may be connected to an end of the driving frame 950 and support a portion of the user's upper arm.
  • the support 912 may be connected to the cover 911 to support the rest of the upper arm.
  • An elastic layer (not shown) may be provided inside the cover 911 and the support part 912 .
  • the joint member 940 may receive power from an actuator (not shown) to rotate the driving frame 950 .

Abstract

일 실시 예에 따른 착용 모듈은, 커버 바디와, 상기 커버 바디에 관통 형성되는 커버 홀을 포함하는 커버; 상기 커버 보다 유연한 재질로 형성되는 지지 바디와, 상기 지지 바디에 연결되고 상기 커버 바디에 탈착 가능한 지지 헤드와, 상기 지지 바디에 연결되고 상기 지지 바디를 기준으로 상기 지지 헤드의 반대편에 위치하고 상기 커버 홀을 관통하여 상기 지지 바디의 외표면에 부착되는 부착 파트를 포함하는 지지부; 및 상기 지지부에 일부가 고정되고, 상기 커버에 대해 상대적으로 이동 가능한 탄성 레이어를 포함할 수 있다.

Description

착용 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치
본 발명은 착용 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치에 관한 것이다.
운동 보조 장치(motion assistance device)는 각종 질환이나 사고 등으로 인하여 스스로 걷지 못하는 환자들이 재활 치료를 위한 운동을 할 수 있도록 도와주는 기구 또는 장치를 말한다. 최근 고령화 사회가 심화됨에 따라 관절의 문제로 정상적인 운동이 어렵거나 운동에 대해 불편을 호소하는 사람들이 증가하여 운동 보조 장치에 대한 관심도 높아지고 있다. 운동 보조 장치는 사용자의 신체에 장착되어 사용자가 운동하는데 필요한 근력을 보조(assistance)해 주고, 사용자가 정상적으로 운동할 수 있도록 사용자의 보행을 유도한다.
일반적으로, 운동 보조 장치를 착용하는 사용자는 신체 거동이 불편한 사람들이다. 이들에게 운동 보조 장치를 착용하는 과정 자체가 버거울 수 있다. 신체 거동이 불편한 사용자가 다른 사람의 도움 없이 혼자서 운동 보조 장치를 착용할 수 있도록 하는 기술이 요구되는 실정이다.
위에서 설명한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예에 따른 착용 모듈은, 커버 바디와, 상기 커버 바디에 관통 형성되는 커버 홀을 포함하는 커버; 상기 커버 보다 유연한 재질로 형성되는 지지 바디와, 상기 지지 바디에 연결되고 상기 커버 바디에 탈착 가능한 지지 헤드와, 상기 지지 바디에 연결되고 상기 지지 바디를 기준으로 상기 지지 헤드의 반대편에 위치하고 상기 커버 홀을 관통하여 상기 지지 바디의 외표면에 부착되는 부착 파트를 포함하는 지지부; 및 상기 지지부에 일부가 고정되고, 상기 커버에 대해 상대적으로 이동 가능한 탄성 레이어를 포함할 수 있다.
상기 탄성 레이어의 일부는 상기 지지 바디의 내표면에 고정되고, 다른 일부는 상기 커버 바디의 내표면을 따라 슬라이딩 가능하다.
상기 착용 모듈은, 상기 커버에 연결되고, 상기 탄성 레이어의 슬라이딩을 가이드하는 메인 가이드를 더 포함할 수 있다.
상기 지지 헤드가 상기 커버에 장착된 상태를 기준으로, 상기 부착 파트가 상기 커버를 관통하여 상기 지지 헤드를 향한 방향으로 이동하는 동안, 상기 탄성 레이어는 상기 지지 헤드를 향한 방향으로 이동할 수 있다.
상기 착용 모듈은, 상기 메인 가이드에 연결되고, 상기 메인 가이드를 기준으로 상기 지지 바디의 반대편에 위치하는 쿠션 파트를 더 포함할 수 있다.
상기 지지 헤드가 상기 커버로부터 멀어질수록, 상기 탄성 레이어의 포텐셜 에너지는 증가할 수 있다.
상기 지지 헤드가 상기 커버에 장착된 상태에서, 상기 탄성 레이어의 포텐셜 에너지는 최소일 수 있다.
상기 지지 헤드는 상기 지지 바디보다 강성한 재질로 형성될 수 있다.
상기 지지부에 연결되고, 상기 탄성 레이어의 이동을 가이드하는 보조 가이드를 포함할 수 있다.
상기 착용 모듈은, 일단이 상기 커버에 고정되고, 타단이 상기 지지부 또는 보조 가이드에 고정되는 벨트를 더 포함할 수 있다.
상기 착용 모듈은, 상기 지지부에 연결되고, 상기 벨트를 지지하는 벨트 가이드를 더 포함할 수 있다.
상기 지지부는 상기 커버에 자력에 의해 탈착 가능하다.
일 실시 예에 따른 운동 보조 장치는, 메인 프레임; 상기 메인 프레임에 배치되는 액츄에이터; 상기 액츄에이터로부터 동력을 전달 받아 회전 가능한 구동 프레임; 상기 구동 프레임에 연결되는 커버; 상기 커버 보다 유연한 재질로 형성되는 지지 바디와, 상기 지지 바디에 연결되고 상기 커버에 탈착 가능한 지지 헤드와, 상기 지지 바디의 단부에 형성되고 상기 커버를 관통하여 상기 지지 바디에 부착되는 부착 파트를 포함하는 지지부; 및 상기 지지부에 일부가 고정되고, 상기 커버에 대해 상대적으로 이동 가능한 탄성 레이어를 포함할 수 있다.
상기 탄성 레이어의 일부는 상기 지지 바디의 내표면에 고정되고, 다른 일부는 상기 커버의 내표면을 따라 슬라이딩 가능하다.
상기 운동 보조 장치는, 상기 커버에 연결되고, 상기 탄성 레이어의 슬라이딩을 가이드하는 메인 가이드를 더 포함할 수 있다.
상기 지지 헤드가 상기 커버로부터 멀어질수록, 상기 탄성 레이어의 포텐셜 에너지는 증가할 수 있다.
상기 메인 프레임은 사용자의 허리를 지지 가능하고, 상기 커버 및 지지부는 사용자의 허벅지를 감쌀 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치의 정면도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치의 측면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치의 착용 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 착용 모듈의 사이즈가 조절된 모습을 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 3의 절개선 V-V를 따라 절개한 착용 모듈의 단면도이다.
도 6은 사용자가 운동 보조 장치를 착용한 상태에서 전방으로 이동하는 모습을 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 7은 도 6에서 착용 모듈의 모습을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 8 및 도 9은 다른 실시 예에 따른 착용 모듈을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치의 착용 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 11은 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치의 착용 모듈이 사용자의 상박에 착용된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제 1 또는 제 2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소는 제 1 구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 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.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성 요소와, 공동적인 기능을 포함하는 구성 요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치의 정면도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치의 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 운동 보조 장치(1)는, 사용자에 착용되어 사용자의 운동을 보조할 수 있다. 사용자는 사람, 동물 또는 로봇 등일 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다. 또한, 도 1은 운동 보조 장치(1)가, 사용자의 허벅지의 운동을 보조하는 경우에 대하여 도시하고 있으나, 운동 보조 장치(1)는, 사용자의 손, 상박, 하박 등 상체의 다른 부분이나, 발, 종아리 등의 하체의 다른 부위를 보조하는 것도 가능하다. 다시 말하면, 운동 보조 장치(1)는, 사용자의 일 부분의 운동을 보조할 수 있다. 이하, 운동 보조 장치(1)가, 사람의 허벅지의 운동을 보조하는 경우에 대하여 예시적으로 설명하기로 한다.
운동 보조 장치(1)는, 메인 바디(80)와, 한 쌍의 메인 프레임(20)과, 한 쌍의 스트랩(60)과, 한 쌍의 스트랩(60) 중 어느 하나의 스트랩에 연결되는 보조 스트랩(70)과, 엑츄에이터(30)와, 조인트 부재(40)와, 구동 프레임(50)과, 커버(11)와, 지지부(12)를 포함할 수 있다.
운동 보조 장치(1)는 사용자의 근위 부분 및 원위 부분을 각각 지지하여, 근위 부분 및 원위 부분 사이의 상대적인 움직임을 보조할 수 있다. 운동 보조 장치(1) 중 사용자의 근위 부분에 착용되는 구성들을 '근위 착용부'라고 지칭하고, 원위 부분에 착용되는 구성들을 '착용 모듈'(또는 원위 착용부)이라고 지칭하기로 한다. 예를 들어, 운동 보조 장치(1)의 구성들 중 메인 바디(80), 한 쌍의 메인 프레임(20), 한 쌍의 스트랩(60) 및 보조 스트랩(70)은 근위 착용부에 해당할 수 있고, 커버(11) 및 지지부(12)는 착용 모듈에 해당할 수 있다. 예를 들어, 근위 착용부는 사용자의 허리 또는 골반에 착용되고, 착용 모듈은 사용자의 허벅지 또는 종아리에 착용될 수 있다. 근위 착용부 및 착용 모듈이 착용되는 위치는 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다. 예를 들어, 근위 착용부는 사용자의 몸통 또는 어깨에 착용되고, 착용 모듈은 사용자의 상박(upper arm) 또는 하박(lower arm)에 착용될 수도 있다.
메인 바디(80)는 내부에 엑츄에이터(30)를 제어하기 위한 제어부(미도시)와, 엑츄에이터(30)로 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(미도시)를 수용할 수 있다. 예를 들어, 메인 바디(80)는 운동 보조 장치(1)가 사용자의 신체에 착용된 상태를 기준으로, 사용자의 등 쪽에 배치될 수 있다.
한 쌍의 메인 프레임(20)은 메인 바디(80)에 연결될 수 있다. 메인 프레임(20)은 사용자의 신체 일부를 지지할 수 있다. 메인 프레임(20)은, 사용자의 외면의 적어도 일부에 접촉할 수 있다. 메인 프레임(20)은, 사용자의 외면을 따라서 감싸는 형상일 수 있다. 메인 프레임(20)은, 사용자의 접촉 부분에 대응하는 형상으로 만곡 형성될 수 있다. 다시 말하면, 메인 프레임(20)은, 사용자에 접촉하는 만곡면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메인 프레임(20)은, 사용자의 허리를 지지할 수 있다.
한 쌍의 스트랩(60)은 한 쌍의 메인 프레임(20)에 각각 연결될 수 있다. 한 쌍의 스트랩(60)은 사용자가 운동 보조 장치(1)를 착용하기 전 상태에서는 전방(+x 방향)으로 뻗어 있는 형상을 유지할 수 있고, 사용자가 한 쌍의 메인 프레임(20) 안쪽으로 진입하는 것을 방해하지 않을 수 있다. 한편, 사용자가 한 쌍의 메인 프레임(20) 안쪽으로 진입한 상태에서는, 한 쌍의 스트랩(60)은 변형되어, 도면에 도시된 바와 같이, 사용자의 전방 부분을 감쌀 수 있다. 메인 바디(80), 한 쌍의 메인 프레임(20) 및 한 쌍의 스트랩(60)은 사용자의 둘레를 전체적으로 감쌀 수 있다.
한 쌍의 보조 스트랩(70)은, 한 쌍의 스트랩(60)이 서로 오버랩된 상태에서, 한 쌍의 스트랩(60)을 서로 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 스트랩(60) 중 어느 하나의 스트랩은 한 쌍의 보조 스트랩(70)과 함께 다른 하나의 스트랩을 감쌀 수 있다.
엑츄에이터(30)는, 조인트 부재(40)로 전달되는 동력을 제공할 수 있다. 엑츄에이터(30)는, 전원 공급부로부터 전압 또는 전류를 제공받아 동력을 생성하는 모터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 엑츄에이터(30)는, 조인트 부재(40)의 측 방향에 배치될 수 있다. 다시 말하면, 엑츄에이터(30)의 회전 축 및 조인트 부재(40)의 회전 축은 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 엑츄에이터(30) 및 조인트 부재(40)가 회전 축을 공유하는 경우보다, 사용자로부터 돌출되는 높이를 줄일 수 있다. 한편, 도면과 달리 엑츄에이터(30)는 조인트 부재(40)와 이격하여 배치될 수도 있다. 이 경우, 엑츄에이터(30)로부터 조인트 부재(40)로 동력을 전달하는 동력 전달 모듈이 구비될 수 있다. 동력 전달 모듈은, 기어 등의 회전체이거나, 와이어, 케이블, 스트링, 고무줄, 스프링, 벨트, 또는 체인 등의 길이 방향 부재일 수도 있다. 다만, 실시 예에서, 엑츄에이터(30)의 위치 및 동력 전달 구조가 제한되는 것은 아니다.
조인트 부재(40)는, 엑츄에이터(30)로부터 동력을 전달받아, 사용자의 관절부의 운동을 보조할 수 있다. 조인트 부재(40)는, 사용자의 관절부에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 조인트 부재(40)는, 메인 프레임(20)의 일측에 배치될 수 있다. 조인트 부재(40)의 일측은 엑츄에이터(30)에 연결되고, 타측은 구동 프레임(50)과, 커버(11)와, 지지부(12)에 연결될 수 있다. 조인트 부재(40)는, 엑츄에이터(30)로부터 전달받은 동력에 의해 회전될 수 있다. 조인트 부재(40)의 일측에는, 조인트 부재(40)의 회전 각도를 측정하는 인코더(encoder)가 배치될 수 있다.
구동 프레임(50)은, 사용자의 일 부분의 운동을 보조하기 위한 보조력을 전달할 수 있다. 여기서 보조력이란, 사용자의 일 부분의 운동 방향과 일치하는 방향으로 작용하는 힘으로 이해될 수 있다. 다시 말하면, 보조력은, 사용자의 일 부분에 작용하는 힘 중에서, 일 부분의 운동 방향과 교차되는 방향의 힘을 제외한 힘으로 이해될 수 있다. 구동 프레임(50)의 일 단부는, 조인트 부재(40)와 연결되어 회동될 수 있다. 구동 프레임(50)의 타 단부는, 지지부(12)에 연결되어, 사용자의 일 부분에 보조력을 전달할 수 있다. 예를 들어, 구동 프레임(50)은 사용자의 허벅지를 밀거나 당길 수 있다. 구동 프레임(50)은, 사용자의 허벅지의 길이 방향을 따라서 연장될 수 있다. 구동 프레임(50)은 절곡되어 사용자의 허벅지 둘레의 적어도 일부를 감쌀 수 있다. 예를 들어, 구동 프레임(50)의 상부는 사용자의 신체 중 측방(+y 방향 또는 -y 방향)을 향하는 부분을 커버할 수 있고, 구동 프레임(50)의 하부는 사용자의 신체 중 전방(+x 방향)을 향하는 부분을 커버할 수 있다.
커버(11)는, 사용자의 일부에 보조력을 작용할 수 있다. 커버(11)는, 구동 프레임(50)의 타 단부 및 지지부(12) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 커버(11)는, 사용자의 허벅지의 일측에 배치되어, 사용자의 허벅지를 밀거나 당길 수 있다. 커버(11)는, 사용자의 허벅지의 전면에 배치될 수 있다. 커버(11)는, 사용자의 허벅지의 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다. 커버(11)는, 구동 프레임(50)의 타 단부를 중심으로 양측으로 연장될 수 있다. 커버(11)는, 사용자의 허벅지에 대응하는 만곡면을 포함할 수 있다.
지지부(12)는, 커버(11)의 일측에 연결될 수 있다. 예를 들어, 지지부(12)는, 사용자의 허벅지의 적어도 일부의 둘레를 감싸도록 배치되어, 사용자의 허벅지가 구동 프레임(50)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치 중 착용 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 착용 모듈의 사이즈가 조절된 모습을 도시하는 평면도이고, 도 5는 도 3의 절개선 V-V를 따라 절개한 착용 모듈의 단면도이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 운동 보조 장치는 탄성력을 통해 사용자의 신체에 용이하게 착용될 수 있다. 운동 보조 장치는 구동 프레임(50)과, 구동 프레임(50)에 연결되는 커버(11)와, 커버(11)에 탈착 가능하게 연결되는 지지부(12)와, 커버(11) 및 지지부(12)의 길이 방향을 따라 마련되는 탄성 레이어(10)와, 탄성 레이어(10)를 가이드하기 위한 메인 가이드(13), 보조 가이드(14) 및 쿠션 파트(19)를 포함할 수 있다.
커버(11)는 구동 프레임(50)의 동력을 지지부(12)로 전달할 수 있다. 구동 프레임(50)의 동력은 커버(11)를 통해 지지부(12)로 전달될 수 있고, 최종적으로는 사용자의 관절 운동을 보조할 수 있다. 커버(11)는 사용자의 신체의 일부를 감쌀 수 있다. 예를 들어 커버(11)는 사용자의 허벅지의 전방에 배치되고, 허벅지의 전방 일부 영역을 감싸는 곡선 형상을 가질 수 있다. 커버(11)는 커버 바디(111)와, 커버 바디(111)에 연결되는 커버 헤드(112)와, 커버 바디(111)에 관통 형성되는 커버 홀(113)을 포함할 수 있다.
지지부(12)는 사용자의 원위 부분을 지지할 수 있다. 지지부(12)는 커버(11)와 함께 사용자의 원위 부분을 둘러싸는 방식으로 원위 부분을 지지할 수 있다. 예를 들어, 지지부(12) 및 커버(11)는 사용자의 허벅지를 둘러쌀 수 있다. 지지부(12)는 커버(11) 보다 유연한 재질로 형성되는 지지 바디(121)와, 지지 바디(121)에 연결되고 커버 헤드(112)에 탈착 가능한 지지 헤드(122)와, 지지 바디(121)에 연결되고 지지 바디(121)를 기준으로 지지 헤드(122)의 반대편에 위치하고 커버 홀(113)을 관통하여 지지 바디(121)의 외표면에 부착되는 부착 파트(123)를 포함할 수 있다.
커버(11) 및 지지부(12)는 서로 결합된 상태를 기준으로 사용자의 원위 부분을 완전히 감싸는 형상을 가질 수 있다. 지지 바디(121) 및 부착 파트(123) 각각의 표면에는 서로 부착되기 위한 제 1 부착 영역(A1) 및 제 2 부착 영역(A2)이 구비될 수 있다. 예를 들어, 제 1 부착 영역(A1)은 지지 바디(121)의 외표면에 형성될 수 있고, 제 2 부착 영역(A2)은 부착 파트(123) 중 지지 바디(121)를 마주하는 표면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 부착 영역(A1) 및 제 2 부착 영역(A2)은 벨크로(Velcro) 영역일 수 있다. 다른 예로, 제 1 부착 영역(A1) 및 제 2 부착 영역(A2)은 각각 길이 방향으로 형성되는 복수 개의 버튼을 포함할 수 있다.
부착 파트(123)가 커버(11)를 관통하는 형상을 가지므로, 부착 파트(123)를 커버 홀(113)을 통해 이동시키는 방식, 예를 들어 부착 파트(123)를 잡아 당기는 방식으로, 커버(11) 및 지지부(12) 내측 영역의 크기를 조절할 수 있다. 이와 같은 방식을 통해, 사용자는 착용 모듈의 크기를 간편하게 조정할 수 있다.
탄성 레이어(10)는 지지부(12)에 일부가 고정되고, 커버(11)에 대해 상대적으로 이동 가능할 수 있다. 탄성 레이어(10)는 커버(11)를 따라 커버(11)의 둘레 방향을 따라 이동 가능하다. 여기서, 둘레 방향이란 커버(11) 및 지지부(12)가 사용자의 원위 부분을 감싸는 방향을 의미한다. 탄성 레이어(10)는 지지부(12) 및 커버(11)가 서로 결합되기 전 상태에서, 지지부(12)에 탄성력을 제공하여, 지지부(12)가 커버에 결합되도록 보조할 수 있다.
지지 헤드(122)가 커버(11)로부터 멀어질수록, 탄성 레이어(10)의 포텐셜 에너지는 증가할 수 있다. 사용자가 착용 모듈을 착용하기 위해서는, 먼저 지지부(12)를 벌리는 과정이 요구된다. 여기서, 지지부(12)를 벌린다는 것은, 지지 헤드(122)를 커버(11)로부터 분리시킨 뒤 충분히 이격시킴으로써, 사용자의 허벅지가 진입하는 공간을 마련하는 행위를 말한다. 사용자의 허벅지가 커버(11) 및 지지부(12)의 내측으로 진입한 상태에서, 탄성 레이어(10)는 지지부(12)에 복원력을 제공할 수 있고, 지지 헤드(122)는 커버(11)에 근접하게 위치할 수 있다. 사용자는 커버(11)에 근접하게 위치한 지지 헤드(122)를 손쉽게 파지하여 커버(11)에 용이하게 부착시킬 수 있다.
커버 헤드(112) 및 지지 헤드(122)는 각각 마그넷을 수용할 수 있고, 커버(11) 및 지지부(12)는 자력에 의해 서로 탈부착될 수 있다.
탄성 레이어(10)는 일부 영역만 지지부(12)에 고정되고, 다른 영역은 지지부(12) 및 커버(11)에 대해 상대적인 이동이 가능하게 마련된다. 예를 들어, 도 3을 기준으로 제 1 포인트(P1) 및 제 2 포인트(P2) 사이의 영역에서 탄성 레이어(10)는 지지부(12)에 고정될 수 있다. 예를 들어, 탄성 레이어(10)는 적어도 일부가 지지 바디(121)의 내표면에 고정될 수 있다. 탄성 레이어(10)의 다른 일부는 커버(11)에 대해 상대적인 이동이 가능하다. 예를 들어, 탄성 레이어(10)는 커버 바디(111)의 내표면을 따라 슬라이딩 가능하다. 지지 바디(121) 및 부착 파트(123) 각각의 부착 영역(A1, A2)이 서로 부착되는 지점을 제 3 포인트(P3)라고 할 때, 제 3 포인트(P3)가 커버 홀(113)로부터 이격된 거리가 변동하는 동안, 탄성 레이어(10)는 커버 바디(111)의 내표면을 따라 슬라이딩 가능하다.
탄성 레이어(10)의 포텐셜 에너지는 지지 헤드(122)가 커버(11)에 장착된 상태에서 최소일 수 있다. 이와 같은 특징에 의하면, 탄성 레이어(10) 중 지지부(12)에 고정된 부분의 내구성이 향상될 수 있다.
탄성 레이어(10)는, 커버(11) 및 지지부(12)가 서로 결합된 상태를 기준으로, 지지부(12)에 배치되는 제 1 단(10a, first end)과, 커버(11)에 배치되는 제 2 단(10b)을 포함할 수 있다. 제 1 단(10a)이 지지 헤드(122)로부터 이격된 거리는, 일정하게 유지될 수 있다. 한편, 제 2 단(10b)이 커버 헤드(112)로부터 이격된 거리는 탄성 레이어(10)의 이동에 따라 달라질 수 있다.
메인 가이드(13)는 커버(11)에 연결되고, 탄성 레이어(10)의 이동을 가이드할 수 있다. 메인 가이드(13)는 탄성 레이어(10)가 커버(11)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 메인 가이드(13) 및 커버(11)는 탄성 레이어(10)를 둘러쌀 수 있다. 메인 가이드(13)는 지지 바디(121)보다 강성한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 메인 가이드(13)는 지지 바디(121)와 비교할 때 외력에 의해 상대적으로 변형이 잘 되지 않는 강성한 재질로 형성될 수 있다. 또한, 메인 가이드(13)는 내부에 탄성 레이어(10)를 수용하기 위한 수용 공간을 포함할 수 있다. 수용 공간의 폭(W1)은 탄성 레이어(10)의 폭(W2) 보다 클 수 있다. 이와 같은 구조에 따르면, 메인 가이드(13)가 사용자의 신체에 의해 눌리는 현상이 감소하거나 방지될 수 있고, 결과적으로 착용 모듈이 사용자의 신체에 착용된 상태에서도, 탄성 레이어(10)의 슬라이딩 움직임이 원활하게 수행될 수 있다.
쿠션 파트(19)는 메인 가이드(13)에 연결되고, 메인 가이드(13)를 기준으로 지지 바디(121)의 반대편에 위치할 수 있다. 쿠션 파트(19)는 사용자의 착용감을 향상시킬 수 있다.
보조 가이드(14)는 지지부(12)에 연결되고, 탄성 레이어(10)의 이동을 가이드할 수 있다. 보조 가이드(14)는 탄성 레이어(10)가 지지부(12)로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다. 보조 가이드(14) 및 지지부(12)는 탄성 레이어(10)를 둘러쌀 수 있다.
사용자가 부착 파트(123)를 잡아 당기는 과정에서, 지지 헤드(122)가 커버(11)에 장착된 상태를 기준으로, 부착 파트(123)가 커버(11)를 관통하여 지지 헤드(122)를 향한 방향으로 이동하는 동안, 탄성 레이어(10)는 커버(11)를 따라 지지 헤드(122)를 향한 방향으로 이동할 수 있다. 이러한 과정에서, 탄성 레이어(10)의 제 1 단(10a)이 지지 헤드(122)로부터 이격된 거리는 유지되고, 탄성 레이어(10)의 제 2 단(10b)은 지지 헤드(122)에 가까워진다.
도 6은 사용자가 운동 보조 장치를 착용한 상태에서 전방으로 이동하는 모습을 개략적으로 도시하는 측면도이고, 도 7은 도 6에서 착용 모듈의 모습을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 운동 보조 장치는 거치대(9)에 거치되어 있을 수 있다. 거치대(9)는 거치대 바디(90)와, 거치대 바디(90)의 상측에 연결되고 운동 보조 장치의 메인 바디(80)를 지지 가능한 거치대 헤드(91)와, 거치대 바디(90)에 연결되고 운동 보조 장치의 착용 모듈 내측에 배치되는 거치대 암(92)을 포함할 수 있다.
사용자는 운동 보조 장치의 근위 착용부를 먼저 착용할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 메인 바디(80), 메인 프레임(20) 및 스트랩(60)이 허리 또는 골반을 감싸게 한 뒤, 보조 스트랩(70)으로 스트랩(60)을 고정하는 방식으로 근위 착용부를 착용할 수 있다.
다음으로, 사용자는 허벅지는 착용 모듈 내측에 위치시킨 뒤 전방으로 이동할 수 있다. 사용자가 전방으로 이동하는 동안, 거치대 암(92)에 걸린 지지부(12) 및 탄성 레이어(10)는 상대적으로 평평하게 펴질 수 있고, 탄성 레이어(10)의 포텐셜 에너지의 크기는 증가할 수 있다. 사용자가 전방으로 이동하는 동안 탄성 레이어(10)의 제 2 단(10b)은 커버 헤드(112)로부터 멀어질 수 있다. 지지부(12)는, 부착 파트(123)가 커버 홀(113)을 통과한 상태로 지지 바디(121)에 부착된 상태로 마련되므로, 커버(11)에 걸려있을 수 있다. 사용자의 허벅지(T)가 완전히 착용 모듈에 착용되지 않은 상태에서도, 탄성 레이어(10)는 메인 가이드(13) 및 보조 가이드(14)에 의해 가이드 되므로, 커버(11) 또는 지지부(12)로부터 이탈되지 않을 수 있다.
도 7은 거치대 암(92)이 지지 헤드(122)에 걸려있는 상태를 도시한다. 사용자가 전방으로 조금 더 이동하게 되면, 거치대 암(92)은 더 이상 지지 헤드(122)로부터 이탈될 수 있다. 이 경우, 탄성 레이어(10)의 복원력에 의해 지지 헤드(122)는 커버 헤드(112)를 향한 방향으로 이동될 수 있고, 결과적으로 지지 헤드(122)는 커버 헤드(112) 근방에 위치할 수 있다. 사용자는 커버 헤드(112) 근방에 위치한 지지 헤드(122)를 손으로 파지하여, 지지 헤드(122)를 용이하게 커버 헤드(112)에 장착시킬 수 있다. 사용자는 허리를 과도하게 돌리거나 자세를 수정하지 않고도, 용이하게 지지 헤드(122)를 파지할 수 있다.
도 8 및 도 9은 다른 실시 예에 따른 착용 모듈을 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 운동 보조 장치는 구동 프레임(50)과, 구동 프레임(50)에 연결되는 커버(11)와, 커버 헤드(112)에 탈착 가능하게 연결되는 지지부(12)와, 커버(11) 및 지지부(12)의 길이 방향을 따라 마련되는 탄성 레이어(10)와, 탄성 레이어(10)를 가이드하기 위한 메인 가이드(13) 및 보조 가이드(14)와, 외력이 인가되지 않는 상태에서 커버(11) 및 지지부(12)의 형상을 설정하기 위한 벨트(15)와, 벨트(15)를 지지하는 벨트 가이드(16)를 포함할 수 있다.
벨트(15)는 제 1 단(15a)이 커버(11)에 고정되고, 제 2 단(15b)이 지지부(12) 또는 보조 가이드(14)에 고정될 수 있다. 벨트(15)는 사용자의 허벅지(T)가 커버(11) 및 지지부(12)의 내측으로 진입하면, 커버(11) 및 지지부(12) 보다 먼저 허벅지(T)에 접촉할 수 있다. 벨트(15)는 허벅지(T)에 의해 눌릴 수 있고, 벨트(15)가 눌림에 따라 지지부(12)의 지지 헤드(122)가 커버 헤드(112)로 근접할 수 있다. 도면에서, 벨트(15)의 제 2 단(15b)이 보조 가이드(14)에 고정된 것으로 도시되나, 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다. 예를 들어, 벨트(15)의 제 2 단(15b)은 지지부(12) 중 탄성 레이어(10)가 마련되지 않는 영역에 고정될 수 있다. 벨트(15)는 탄성 레이어(10)에 간섭하지 않을 수 있다.
벨트 가이드(16)는 벨트(15)를 지지하여, 벨트(15)가 커버(11) 또는 지지부(12)로부터 이격된 최대 거리를 조절할 수 있다. 예를 들어, 벨트 가이드(16)는 벨트(15) 중 가운데 영역이 지지부(12)의 내표면에 가까이 위치할 수 있도록, 벨트(15)의 가운데 영역을 지지할 수 있다.
도 10은 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치의 착용 모듈을 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 10을 참조하면, 구동 프레임(50)에 연결되는 착용 모듈은 사용자의 신체 일부를 지지할 수 있다. 착용 모듈은 커버(11), 지지부(12), 탄성 레이어(10), 메인 가이드(13), 보조 가이드(14) 및 쿠션 파트(19)를 포함할 수 있다. 커버(11)는 지지부(12)를 통과시키기 위한 커버 홀(113)을 포함할 수 있다. 지지부(12)는 커버(11) 보다 유연한 재질로 형성되는 지지 바디(121)와, 지지 바디(121)에 연결되고 커버 헤드(112)에 탈착 가능한 지지 헤드(122)와, 지지 바디(121)에 연결되고 지지 바디(121)를 기준으로 기기 헤드(122)의 반대편에 위치하고 커버 홀(113)을 관통하여 지지 바디(121)의 외표면에 부착되는 부착 파트(123)를 포함할 수 있다.
지지 바디(121)는 외표면에 길이 방향으로 형성되는 복수 개의 결합 홈(121a)을 포함하고, 부착 파트(123)는 복수 개의 결합 홈(121a) 중 어느 하나의 결합 홈에 삽입될 수 있는 결합 돌기(123a)를 포함할 수 있다. 복수 개의 결합 홈(121a)이 지지 바디(121)의 외표면으로부터 함몰 형성되므로, 지지 바디(121)의 일부가 커버 홀(113)을 통과하는 동안, 커버(11)에 간섭되지 않을 수 있다.
도 11은 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치의 착용 모듈이 사용자의 상박에 착용된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 11을 참조하면, 운동 보조 장치의 착용 모듈은 사용자의 상박에 장착될 수 있다. 예를 들어, 운동 보조 장치의 조인트 부재(940)는 사용자의 어깨 부근에 마련될 수 있고, 구동 프레임(950)은 조인트 부재(940)에 연결되어 사용자의 상박을 따라 배치될 수 있다. 커버(911)는 구동 프레임(950)의 단부에 연결되고, 사용자의 상박 일부를 지지할 수 있다. 지지부(912)는 커버(911)에 연결되어 상박의 나머지 부분을 지지할 수 있다. 커버(911) 및 지지부(912)의 내측에는 탄성 레이어(미도시)가 마련될 수 있다. 조인트 부재(940)는 액츄에이터(미도시)로부터 동력을 전달받아 구동 프레임(950)을 회전시킬 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (14)

  1. 커버 바디와, 상기 커버 바디에 관통 형성되는 커버 홀을 포함하는 커버;
    상기 커버 보다 유연한 재질로 형성되는 지지 바디와, 상기 지지 바디에 연결되고 상기 커버 바디에 탈착 가능한 지지 헤드와, 상기 지지 바디에 연결되고 상기 지지 바디를 기준으로 상기 지지 헤드의 반대편에 위치하고 상기 커버 홀을 관통하여 상기 지지 바디의 외표면에 부착되는 부착 파트를 포함하는 지지부; 및
    상기 지지부에 일부가 고정되고, 상기 커버에 대해 상대적으로 이동 가능한 탄성 레이어를 포함하는 착용 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 탄성 레이어의 일부는 상기 지지 바디의 내표면에 고정되고, 다른 일부는 상기 커버 바디의 내표면을 따라 슬라이딩 가능한 착용 모듈.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 커버에 연결되고, 상기 탄성 레이어의 슬라이딩을 가이드하는 메인 가이드를 더 포함하는 착용 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 지지 헤드가 상기 커버에 장착된 상태를 기준으로, 상기 부착 파트가 상기 커버를 관통하여 상기 지지 헤드를 향한 방향으로 이동하는 동안, 상기 탄성 레이어는 상기 지지 헤드를 향한 방향으로 이동하는 착용 모듈.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 메인 가이드에 연결되고, 상기 메인 가이드를 기준으로 상기 지지 바디의 반대편에 위치하는 쿠션 파트를 더 포함하는 착용 모듈.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 헤드가 상기 커버로부터 멀어질수록, 상기 탄성 레이어의 포텐셜 에너지는 증가하는 착용 모듈.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 지지 헤드가 상기 커버에 장착된 상태에서, 상기 탄성 레이어의 포텐셜 에너지는 최소인 착용 모듈.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 헤드는 상기 지지 바디보다 강성한 재질로 형성되는 착용 모듈.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부에 연결되고, 상기 탄성 레이어의 이동을 가이드하는 보조 가이드를 포함하는 착용 모듈.
  10. 제 9 항에 있어서,
    일단이 상기 커버에 고정되고, 타단이 상기 지지부 또는 보조 가이드에 고정되는 벨트를 더 포함하는 착용 모듈.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 지지부에 연결되고, 상기 벨트를 지지하는 벨트 가이드를 더 포함하는 착용 모듈.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부는 상기 커버에 자력에 의해 탈착 가능한 착용 모듈.
  13. 메인 프레임;
    상기 메인 프레임에 배치되는 액츄에이터;
    상기 액츄에이터로부터 동력을 전달 받아 회전 가능한 구동 프레임; 및
    제 1 항에 따른 착용 모듈을 포함하는 운동 보조 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 메인 프레임은 사용자의 허리를 지지 가능하고, 상기 커버 및 지지부는 사용자의 허벅지를 감싸는 운동 보조 장치.
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