WO2022255772A1 - 볼 마운트 결합 구조를 포함하는 운동 보조 장치 - Google Patents

볼 마운트 결합 구조를 포함하는 운동 보조 장치 Download PDF

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WO2022255772A1
WO2022255772A1 PCT/KR2022/007725 KR2022007725W WO2022255772A1 WO 2022255772 A1 WO2022255772 A1 WO 2022255772A1 KR 2022007725 W KR2022007725 W KR 2022007725W WO 2022255772 A1 WO2022255772 A1 WO 2022255772A1
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main groove
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ribs
pair
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배금종
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삼성전자주식회사
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    • A61H2201/1657—Movement of interface, i.e. force application means
    • A61H2201/1671—Movement of interface, i.e. force application means rotational

Definitions

  • the present invention relates to a motion assisting device including a ball mount coupling structure.
  • the exercise assisting device includes a proximal support for supporting a user's proximal portion, a distal support for supporting a user's distal portion, an actuator connected to the proximal support and generating power, and a driving frame for transmitting power to the distal support. can do.
  • an instantaneous external force may be applied to the driving frame or the distal support when a user wearing an exercise assistance device falls, changes direction suddenly, or walks on a steep slope. If the distal support is directly connected to the driving frame, an external force may be transmitted to the actuator and cause damage. The distal part of the user is bound to the drive frame and is at risk of injury. In order to prevent this, a need for a new design of a structure connecting the drive frame and the distal support is required.
  • An exercise assistance device includes a proximal support unit for supporting a user's proximal portion; a distal support for supporting a distal portion of the user; an actuator connected to the proximal support and generating power; A side frame connected to the actuator and covering a side surface of the distal portion; a connection frame extending from the side frame and having a shape surrounding at least a portion of the distal portion; and extending from the connection frame and covering the front surface of the distal portion.
  • a drive frame including a front frame covering and having a main groove, and a pair of ribs protruding from the front frame and covering at least a portion of the main groove; a slider housing connected to the distal support and facing the front frame; a slider slidably provided inside the slider housing; And connected to the slider, can be inserted into the main groove in a state of being provided side by side with the main groove, and when rotated while being inserted into the main groove, a state accommodated in the main groove by the pair of ribs It may include a knob that is maintained.
  • the knob has a first width of a first length along a first direction and a second width of a second length along a second direction intersecting the first direction, the first length being the second length may be smaller than
  • the first length may be smaller than the distance between the pair of ribs, and the second length may be greater than the distance between the pair of ribs.
  • the knob may include a middle knob having the first width and the second width; A top knob extending from the middle knob, having a partial shape of a sphere, and remaining in surface contact with the front frame may be included.
  • the middle knob may have a rectangular cross section cut in the first direction or the second direction.
  • the top knob When the knob is accommodated in the main groove, the top knob may make surface contact with the main groove and guide a rotational motion of the knob.
  • the front frame may include a main frame having the main groove; and a cover frame detachably connected to the main frame and supporting the pair of ribs.
  • the cover frame and the pair of ribs may be formed of a material that is more flexible than the main frame.
  • the knob In a state where the knob is accommodated in the main groove, when a force equal to or greater than a preset magnitude is applied to the knob in a direction away from the front frame, the pair of ribs are deformed, and the knob is configured to separate from the main groove. It can be.
  • the pair of ribs may be formed of a material that is more flexible than the front frame.
  • At least a portion of the main groove may have a spherical shape, and at least a portion of the knob may have the same curvature as the spherical shape.
  • the pair of ribs may have an inner surface having the same curvature as the spherical shape, and may guide the movement of the knob.
  • the exercise assisting device may further include a knob base formed in a direction from the slider toward the knob and supporting the knob.
  • the pair of ribs may be provided on opposite sides of the knob base.
  • the distal support may include a strap surrounding a distal portion of the user; and a pair of holders connected to the slider housing and supporting the strap.
  • An exercise assistance device includes a proximal support unit for supporting a user's proximal portion; a distal support for supporting a distal portion of the user; an actuator connected to the proximal support and generating power; a driving frame connected to the actuator, transmitting power to the distal support, and including a main groove and a pair of ribs covering at least a portion of the main groove; a slider housing connected to the distal support and facing the drive frame; a slider slidably provided inside the slider housing; and a knob connected to the slider, inserted into the main groove in a state parallel to the main groove, and maintained in a state accommodated in the driving frame when rotated while inserted into the main groove. have.
  • the knob has a first width of a first length along a first direction and a second width of a second length along a second direction intersecting the first direction, the first length being the second length smaller than the distance between the pair of ribs, and the second length may be greater than the distance between the pair of ribs.
  • the knob may include a middle knob having the first width and the second width; A top knob extending from the middle knob, having a partial shape of a sphere, and remaining in surface contact with the driving frame may be included.
  • the driving frame may include a main frame having the main groove; and a cover frame detachably connected to the main frame and supporting the pair of ribs.
  • the cover frame and the pair of ribs may be formed of a material that is more flexible than the main frame.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a user wearing an exercise assistance device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is a view showing a state in which a knob is coupled to a driving frame according to an embodiment.
  • FIG 3 is a view illustrating a state in which a knob is separated from a driving frame according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the driving frame taken along the cutting line IV-IV of FIG. 3 .
  • FIG 5 is a bottom view of a driving frame according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating a state in which a knob is inserted into a main groove according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 7 is a plan view illustrating a state in which a knob is accommodated in a main groove by rotating a driving frame according to an exemplary embodiment
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the knob part cut along the cutting line VIII-VIII of FIG. 7 .
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the knob part cut along the cutting line IX-IX of FIG. 7 .
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a state in which an exercise assistance device is worn on a user's upper arm according to an embodiment.
  • first, second, A, B, (a), and (b) may be used. These terms are only used to distinguish the component from other components, and the nature, order, or order of the corresponding component is not limited by the term.
  • the +x direction is referred to as the first direction and the +y direction is referred to as the second direction.
  • FIG. 1 is a diagram illustrating a user wearing an exercise assistance device according to an exemplary embodiment.
  • an exercise assistance device 100 may be worn on a user to assist the user's exercise.
  • the user may be a human body, animal or robot, but is not limited thereto.
  • the exercise assistance device 100 will be described based on a device assisting a user's walking.
  • the motion assistance device 100 may assist walking by assisting the user's hip joint motion.
  • the motion assistance device 100 may include a proximal support unit 91 , a distal support unit 92 , an actuator 93 , and a driving frame 1 .
  • the proximal support part 91 and the distal support part 92 are disposed opposite each other with respect to a part of the user, and may support a proximal part and a distal part, respectively.
  • the proximal support portion 91 may support the waist and/or pelvis, and the like
  • the distal support portion 92 may support the thigh, knee, calf, and/or foot, and the like.
  • the proximal support 91 may include a detachable belt for overall support of the user's waist.
  • the distal support 92 may include a detachable belt for overall support of the user's thigh.
  • proximal support 91 and the distal support 92 may be disposed on opposite sides of the user's upper arm, and the proximal support 91 may be, for example, the shoulder and / or back ( back) and the like, and the distal support 92 can support, for example, the forearm and the like.
  • proximal support 91 may include a removable belt to fully support a user's shoulder
  • distal support 92 may include a removable belt to fully support a user's forearm or entirely support a user's forearm. It may contain an enclosing structure.
  • distal support 92 may include a strap 921 and a pair of holders 922 .
  • strap 921 may be a detachable belt that wraps around the user's distal portion.
  • the material of the strap 921 may be rubber, leather, cotton or polyester. However, it should be noted that the material of the strap 921 is not necessarily limited thereto.
  • a pair of holders 922 may be connected to a slider housing 94 to be described later and support a strap 921 .
  • the strap 921 can be supported by the holder 922 to stably enclose the distal portion. When the strap 921 is damaged or worn, it is possible to separate the strap 921 from the holder 922 and replace only the strap 921 .
  • proximal support 91 and distal support 92 can rotate relative to the frontal plane.
  • actuator 93 may be connected to proximal support 91 and generate power.
  • the actuator 93 may include, for example, a motor and a reducer.
  • the motor may include at least one of a brush motor, a brushless motor, and a stepping motor.
  • the motor may include at least one of an induction motor and a synchronous motor.
  • the reducer may include, for example, a gear train.
  • the driving frame 1 may transmit power generated by the actuator 93 to the distal support 92 .
  • the driving frame 1 may assist a user's hip joint movement.
  • the driving frame 1 may receive power from the actuator 93 and assist the flexion movement of the hip joint.
  • the drive frame 1 may receive power from the actuator 93 and assist extension movement of the hip joint.
  • the drive frame 1 is described as assisting the hip joint motion, it should be noted that the function of the drive frame 1 is not limited thereto.
  • the driving frame 1 may assist a shoulder or elbow joint.
  • the driving frame 1 may include a side frame 11, a connection frame 12, a front frame 13 and a pair of ribs.
  • the side frame 11 is connected to the actuator 93 and may cover the side of the distal portion.
  • the connecting frame 12 may have a shape extending from the side frame 11 and surrounding at least a portion of the distal portion.
  • the front frame 13 may extend from the connecting frame 12 and cover the front surface of the distal portion.
  • the front frame 13 may have a main groove. At least part of the main groove may have a spherical shape. A pair of ribs may protrude from the front frame 13 and cover at least a portion of the main groove.
  • the motion assistance device 100 may further include a slider housing 94, a slider, and a knob.
  • the slider housing 94 is connected to the distal support 92 and may face the front frame 13 .
  • the slider housing 94 may have a shape surrounding a distal portion of the user.
  • the slider housing 94 may have a sliding space in which the slider can move.
  • the sliding space may be formed in the x-axis direction or the y-axis direction.
  • the slider may be slidably provided inside the slider housing 94.
  • the slider can move along the sliding space.
  • the distal support 92 may move relative to the driving frame 1 .
  • the knob can be connected to the slider and received in the main groove.
  • the slider housing 94 may be connected to the front frame 13 through a knob.
  • the distal support 92 may be connected to the drive frame 1 . Knobs will be described in detail below.
  • FIG. 2 is a view showing a state in which a knob is coupled to a driving frame according to an embodiment
  • FIG. 3 is a view showing a state in which a knob is separated from a driving frame according to an embodiment
  • FIG. 4 is a view of FIG. 3 A cross-sectional view of the driving frame taken along the cutting line IV-IV
  • FIG. 5 is a bottom view of the driving frame according to an exemplary embodiment.
  • the slider housing 94 may be connected to or separated from the driving frame through a ball mount coupling structure.
  • knob 2 may be inserted into main groove 14 .
  • the knob 2 When the knob 2 is rotated while being inserted into the main groove 14, the state accommodated in the main groove 14 can be maintained.
  • the knob 2 may form a ball mount coupling structure.
  • the knob 2 can rotate in the main groove 14 along the spherical shape of the main groove 14 .
  • the slider housing 94 and the distal support connected to the slider housing 94 can rotate with respect to the driving frame.
  • a force equal to or greater than a preset magnitude may be applied to the knob 2 in a direction away from the front frame 13.
  • a force equal to or greater than a preset magnitude may be applied to the knob 2 in a direction away from the front frame 13.
  • an instantaneous external force may be applied to the knob 2 due to a user's fall.
  • the knob 2 can be released from the main groove 14.
  • the slider housing 94 may be separated from the driving frame.
  • the distal support may not be connected to the driving frame.
  • the distal portion is movable without being constrained to the driving frame.
  • the distal part of the user can be protected from momentary external forces. Breakage or failure of exercise assisting devices can be reduced.
  • the magnitude of the external force transmitted to the actuator through the driving frame may be reduced.
  • the knob 2 may be accommodated in the main groove 14 again.
  • a user may manually insert the knob 2 into the main groove 14 .
  • the ball mount coupling structure described herein may be applied to various motion assistance devices as well as motion assistance devices for walking assistance.
  • the ball mount coupling structure may be applied to an exercise assisting device that assists a knee joint or an ankle joint, or may also be applied to an upper body exercise device.
  • the knob 2 may have a first width along a first length along a first direction.
  • the knob may have a second width of a second length along a second direction intersecting the first direction.
  • the first length may be smaller than the second length.
  • the knob 2 may include a middle knob 21 and a top knob 22 .
  • the middle knob 21 may support the top knob 22 .
  • the middle knob 21 may have a first width and a second width.
  • the middle knob 21 may have a rectangular cross section cut in the first direction or the second direction.
  • the knob 2 may have a cross section cut in the first direction and a part of a circle, and a cross section cut in the second direction may have a rectangular shape.
  • a section cut in one of the first and second directions is a part of a circle
  • a part of the middle knob 21 may have the same curvature as the spherical shape of the main groove 14 .
  • a part of the spherical middle knob 21 may guide the rotational movement of the knob 2 while being in surface contact with the main groove 14 .
  • the top knob 22 extends from the middle knob 21 and may have a partial shape of a sphere.
  • the top knob 22 may have the same curvature as the spherical shape of the main groove 14 .
  • the top knob 22 may make surface contact with the main groove 14 when the knob 2 is accommodated in the main groove 14 .
  • the top knob 22 may remain in surface contact with the front frame 13 .
  • the top knob 22 may guide the rotational motion of the knob 2 .
  • the knob 2 and the slider housing 94 connected to the knob 2 can rotate with respect to the front frame 13 .
  • the front frame 13 may include a main frame 131 and a cover frame 132 .
  • the main frame 131 may have a main groove 14 .
  • the cover frame 132 may be detachably connected to the main frame 131 .
  • the cover frame 132 may be connected to the main frame 131 by a first fastening element 133 .
  • the cover frame 132 may support a pair of ribs 15 .
  • the pair of ribs 15 may have an inner surface having the same curvature as a spherical shape that is part of the main groove 14 .
  • the pair of ribs 15 may have inner surfaces having the same curvature as at least some of the knobs 2 .
  • the knob 2 is supported by the rib 15 and can remain accommodated in the main groove 14 .
  • the rib 15 may guide the rotational motion of the knob 2 .
  • the pair of ribs 15 may be deformed so that the knob 2 is separated from the main groove 14.
  • the maximum force that the rib 15 can accommodate the knob 2 may be set in advance by adjusting factors such as material, thickness, or length of the rib 15 .
  • the cover frame 132 and the pair of ribs 15 may be formed of a more flexible material than the main frame 131 .
  • the pair of ribs 15 may be formed of a more flexible material than the front frame 13 .
  • the pair of ribs 15 may be made of plastic or rubber.
  • the material of the rib 15 is not necessarily limited thereto.
  • the cover frame 132 may be replaced after releasing the first fastening element 133 . Maintenance and repair costs of exercise assisting devices can be reduced.
  • the exercise assistance device may further include a knob base 96.
  • the knob base 96 is formed in a direction from the slider 95 toward the knob 2 and can support the knob 2 .
  • the knob base 96 may be connected to the slider 95 by a second fastening element 961 .
  • a length measured along the first direction of the knob base may be smaller than the first length.
  • a length measured along the second direction of the knob base may be smaller than the second length.
  • FIG. 6 is a plan view showing a state in which the knob is inserted into the main groove according to an embodiment
  • FIG. 7 is a plan view showing a state in which the knob is rotated and accommodated in the main groove according to an embodiment
  • FIG. 8 is a plan view of FIG. 7 This is a view showing a cross section of the knob part cut along the cutting line VIII-VIII of FIG. 9 is a view showing a cross section of the knob part cut along the cutting line IX - IX of FIG.
  • FIGS. 6 to 9 for convenience of description, it should be noted in advance that a strap and a pair of holders are omitted. In FIGS. 6 to 9 , for convenience of explanation, it is revealed in advance that only the front frame portion of the driving frame is shown.
  • the knob 2 may be rotated while being inserted into the main groove and accommodated in the main groove.
  • the knob 2 may be inserted into the main groove in a state in which it is provided parallel to the main groove.
  • a pair of ribs 15 may be provided on opposite sides of the knob base 96 .
  • the first length of the knob 2 may be smaller than the distance between the pair of ribs 15 .
  • the first width of the knob 2 passes through the gap between the pair of ribs 15 and the knob 2 can be inserted into the main groove.
  • the top knob 22 may come into contact with the main groove.
  • the knob 2 can be rotated while being accommodated in the main groove.
  • the front frame 13 including the main groove may rotate based on the knob 2 .
  • the rotation angle of the front frame 13 may be 90 degrees.
  • the rotation angle of the front frame 13 is not necessarily limited thereto.
  • the main groove and the pair of ribs 15 may guide the rotational motion of the knob 2 .
  • the knob 2 and the slider 95 connected to the knob 2 can rotate with respect to the drive frame.
  • the slider 95 may move along the x-axis direction or the y-axis direction within the sliding space provided in the slider housing 94 .
  • the distal support may be able to move relative to the driving frame, and a user's wearing comfort may be improved. For example, when a user walks, a walking speed, a walking direction, or a shape of a distal portion may change. Even in this case, the position of the slider housing 94 can be fixed relative to the distal portion.
  • FIG. 10 is a diagram schematically illustrating a state in which an exercise assistance device is worn on a user's upper arm according to an embodiment.
  • the exercise assistance device may be mounted on the upper arm of the user U.
  • the actuator 93 of the exercise assisting device may be provided near the shoulder of the user U, and the driving frame 1 may be connected to the actuator 93 and disposed along the upper arm of the user U. have.
  • the slider housing 94 may be provided on the forearm of the user U.
  • the distal support unit 92 may enclose and support the forearm of the user U as a whole.

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Abstract

일 실시 예에 따른 운동 보조 장치는, 사용자의 근위 부분을 지지하기 위한 근위 지지부; 상기 사용자의 원위 부분을 지지하기 위한 원위 지지부; 상기 근위 지지부에 연결되고, 동력을 생성하는 액추에이터; 상기 액추에이터에 연결되고, 상기 원위 부분의 전면을 커버하고 메인 홈을 구비하는 전방 프레임을 포함하는 구동 프레임; 상기 원위 지지부에 연결되고 상기 전방 프레임을 마주하는 슬라이더 하우징; 상기 슬라이더 하우징 내부에서 슬라이딩 가능하게 마련되는 슬라이더; 및 상기 슬라이더에 연결되고, 상기 메인 홈에 나란하게 마련된 상태에서 상기 메인 홈에 삽입될 수 있고, 상기 메인 홈에 삽입된 상태에서 회전될 경우 상기 한 쌍의 리브에 의해 상기 메인 홈에 수용된 상태가 유지되는 노브를 포함할 수 있다.

Description

볼 마운트 결합 구조를 포함하는 운동 보조 장치
본 발명은 볼 마운트 결합 구조를 포함하는 운동 보조 장치에 관한 것이다.
최근 고령화 사회가 심화됨에 따라서 관절에 문제가 있어서 이에 대한 고통과 불편을 호소하는 사람들이 증가하고 있으며, 관절이 불편한 노인이나 환자들이 보행을 원활하게 할 수 있는 보조 장치에 대한 관심이 높아지고 있다.
운동 보조 장치는, 사용자의 근위 부분을 지지하기 위한 근위 지지부, 사용자의 원위 부분을 지지하기 위한 원위 지지부, 근위 지지부에 연결되고, 동력을 생성하는 액추에이터 및 원위 지지부로 동력을 전달하는 구동 프레임을 포함할 수 있다.
그러나, 운동 보조 장치를 착용한 사용자의 낙하, 급격한 방향 전환 및 급경사 보행시 등 구동 프레임 또는 원위 지지부에 순간적인 외력이 가해질 수 있다. 구동 프레임에 원위 지지부가 직접 연결된 경우, 외력은 액추에이터로 전달되어 손상을 야기할 수 있다. 사용자의 원위 부분은 구동 프레임에 구속되어 다칠 위험이 있다. 이를 방지하기 위해, 구동 프레임과 원위 지지부를 연결하는 구조에 대한 새로운 설계의 필요성이 요구된다.
일 실시 예에 따른 운동 보조 장치는, 사용자의 근위 부분을 지지하기 위한 근위 지지부; 상기 사용자의 원위 부분을 지지하기 위한 원위 지지부; 상기 근위 지지부에 연결되고, 동력을 생성하는 액추에이터; 상기 액추에이터에 연결되고 상기 원위 부분의 측면을 커버하는 사이드 프레임과, 상기 사이드 프레임으로부터 연장되고 상기 원위 부분의 적어도 일부를 감싸는 형상을 갖는 연결 프레임과, 상기 연결 프레임으로부터 연장되고 상기 원위 부분의 전면을 커버하고 메인 홈을 구비하는 전방 프레임과, 상기 전방 프레임으로부터 돌출 형성되고 상기 메인 홈의 적어도 일부를 커버하는 한 쌍의 리브를 포함하는 구동 프레임; 상기 원위 지지부에 연결되고 상기 전방 프레임을 마주하는 슬라이더 하우징; 상기 슬라이더 하우징 내부에서 슬라이딩 가능하게 마련되는 슬라이더; 및 상기 슬라이더에 연결되고, 상기 메인 홈에 나란하게 마련된 상태에서 상기 메인 홈에 삽입될 수 있고, 상기 메인 홈에 삽입된 상태에서 회전될 경우 상기 한 쌍의 리브에 의해 상기 메인 홈에 수용된 상태가 유지되는 노브를 포함할 수 있다.
상기 노브는, 제 1 방향을 따라 제 1 길이의 제 1 폭을 갖고, 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향을 따라 제 2 길이의 제 2 폭을 갖고, 상기 제 1 길이는 상기 제 2 길이보다 작을 수 있다.
상기 제 1 길이는 상기 한 쌍의 리브 사이의 간격보다 작고, 상기 제 2 길이는 상기 한 쌍의 리브 사이의 간격보다 클 수 있다.
상기 노브는, 상기 제 1 폭 및 제 2 폭을 갖는 미들 노브; 상기 미들 노브로부터 연장 형성되고, 구의 일부 형상을 갖고, 상기 전방 프레임에 면 접촉한 상태로 유지되는 탑 노브를 포함할 수 있다.
상기 미들 노브는, 상기 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 절개한 단면이 직사각형 형상을 가질 수 있다.
상기 탑 노브는, 상기 노브가 상기 메인 홈에 수용된 경우 상기 메인 홈에 면 접촉하고, 상기 노브의 회전 운동을 가이드할 수 있다.
상기 전방 프레임은, 상기 메인 홈을 구비하는 메인 프레임; 및 상기 메인 프레임에 탈착 가능하게 연결되고, 상기 한 쌍의 리브를 지지하는 커버 프레임을 포함할 수 있다.
상기 커버 프레임 및 한 쌍의 리브는, 상기 메인 프레임보다 유연한 재질로 형성될 수 있다.
상기 노브가 상기 메인 홈에 수용된 상태에서, 상기 전방 프레임으로부터 멀어지는 방향으로 상기 노브에 미리 설정된 크기 이상의 힘이 인가되는 경우, 상기 한 쌍의 리브는 변형되고, 상기 노브는 상기 메인 홈으로부터 이탈되도록 구성될 수 있다.
상기 한 쌍의 리브는, 상기 전방 프레임보다 유연한 재질로 형성될 수 있다.
상기 메인 홈의 적어도 일부는 구 형상을 갖고, 상기 노브의 적어도 일부는 상기 구 형상과 동일한 곡률을 가질 수 있다.
상기 한 쌍의 리브는, 상기 구 형상과 동일한 곡률을 갖는 내측면을 갖고, 상기 노브의 운동을 가이드 할 수 있다.
상기 운동 보조 장치는, 상기 슬라이더로부터 상기 노브를 향하는 방향으로 형성되고 상기 노브를 지지하는 노브 베이스를 더 포함할 수 있다.
상기 한 쌍의 리브는, 상기 노브 베이스를 기준으로 서로 반대편에 마련될 수 있다.
상기 원위 지지부는, 상기 사용자의 원위 부분을 둘러싸는 스트랩; 및 상기 슬라이더 하우징에 연결되고 상기 스트랩을 지지하는 한 쌍의 홀더를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 운동 보조 장치는, 사용자의 근위 부분을 지지하기 위한 근위 지지부; 상기 사용자의 원위 부분을 지지하기 위한 원위 지지부; 상기 근위 지지부에 연결되고, 동력을 생성하는 액추에이터; 상기 액추에이터에 연결되고, 상기 원위 지지부로 동력을 전달하고, 메인 홈 및 상기 메인 홈의 적어도 일부를 커버하는 한 쌍의 리브를 포함하는 구동 프레임; 상기 원위 지지부에 연결되고 상기 구동 프레임을 마주하는 슬라이더 하우징; 상기 슬라이더 하우징 내부에서 슬라이딩 가능하게 마련되는 슬라이더; 및 상기 슬라이더에 연결되고, 상기 메인 홈에 나란하게 마련된 상태에서 상기 메인 홈에 삽입될 수 있고, 상기 메인 홈에 삽입된 상태에서 회전될 경우 상기 구동 프레임에 수용된 상태가 유지되는 노브를 포함할 수 있다.
상기 노브는, 제 1 방향을 따라 제 1 길이의 제 1 폭을 갖고, 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향을 따라 제 2 길이의 제 2 폭을 갖고, 상기 제 1 길이는 상기 제 2 길이보다 작고, 상기 한 쌍의 리브 사이의 간격보다 작고, 상기 제 2 길이는 상기 한 쌍의 리브 사이의 간격 보다 클 수 있다.
상기 노브는, 상기 제 1 폭 및 제 2 폭을 갖는 미들 노브; 상기 미들 노브로부터 연장 형성되고, 구의 일부 형상을 갖고, 상기 구동 프레임에 면 접촉한 상태로 유지되는 탑 노브를 포함할 수 있다.
상기 구동 프레임은, 상기 메인 홈을 구비하는 메인 프레임; 및 상기 메인 프레임에 탈착 가능하게 연결되고, 상기 한 쌍의 리브를 지지하는 커버 프레임을 포함할 수 있다.
상기 커버 프레임 및 한 쌍의 리브는, 상기 메인 프레임보다 유연한 재질로 형성될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치를 착용한 사용자의 모습을 도시하는 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 노브가 구동 프레임에 결합된 모습을 도시하는 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 노브가 구동 프레임으로부터 이탈된 모습을 도시하는 도면이다.
도 4는 도 3의 절개선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절개한 구동 프레임의 단면도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 구동 프레임의 저면도이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 노브가 메인 홈에 삽입된 상태를 도시하는 평면도이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 구동 프레임이 회전되어 노브가 메인 홈에 수용된 상태를 도시하는 평면도이다.
도 8은 도 7의 절개선 VIII- VIII을 따라 절개한 노브 부분의 단면을 도시하는 도면이다.
도 9는 도 7의 절개선 IX - IX을 따라 절개한 노브 부분의 단면을 도시하는 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치가 사용자의 상박에 착용된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시 예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시 예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안 된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시 예가 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.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시 예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 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.
본 명세서에서, +x 방향을 제 1 방향으로 지칭하고, +y 방향을 제 2 방향으로 지칭함을 밝혀 둔다.
도 1은 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치를 착용한 사용자의 모습을 도시하는 도면이다.
도 1을 참조하면, 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치(100)는, 사용자에 착용되어 사용자의 운동을 보조할 수 있다. 사용자는 인체, 동물 또는 로봇 등일 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다. 이하, 운동 보조 장치(100)는 사용자의 보행을 보조하는 장치를 기준으로 설명한다. 구체적으로, 운동 보조 장치(100)는 사용자의 고관절 운동을 보조함으로써 보행을 보조할 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 근위 지지부(91), 원위 지지부(92), 액추에이터(93) 및 구동 프레임(1)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 근위 지지부(91) 및 원위 지지부(92)는, 사용자의 일 부분을 기준으로 서로 반대편에 배치되어, 각각 근위 부분(proximal part) 및 원위 부분(distal part)을 지지할 수 있다. 예를 들어, 근위 지지부(91)는 허리 및/또는 골반 등을 지지할 수 있고, 원위 지지부(92)는 허벅지, 무릎, 종아리 및/또는 발 등을 지지할 수 있다. 예를 들어, 근위 지지부(91)는 사용자의 허리를 전체적으로 지지하기 위한 탈부착식 벨트를 포함할 수 있다. 원위 지지부(92)는 사용자의 허벅지를 전체적으로 지지하기 위한 탈부착식 벨트를 포함할 수 있다.
다른 예로, 근위 지지부(91) 및 원위 지지부(92)는, 사용자의 상박(upper arm)을 중심으로 서로 반대편에 배치될 수 있으며, 근위 지지부(91)는, 예를 들어 어깨 및/또는 등(back) 등을 지지할 수 있고, 원위 지지부(92)는, 예를 들어, 팔뚝(forearm) 등을 지지할 수 있다. 예를 들어, 근위 지지부(91)는 사용자의 어깨를 전체적으로 지지하기 위한 탈부착식 벨트를 포함할 수 있고, 원위 지지부(92)는 사용자의 팔뚝을 전체적으로 지지하기 위한 탈부착식 벨트를 포함하거나 팔뚝을 전체적으로 둘러싸는 구조를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 원위 지지부(92)는 스트랩(921) 및 한 쌍의 홀더(922)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 스트랩(921)은 사용자의 원위 부분을 둘러싸는 탈부착식 벨트일 수 있다. 스트랩(921)의 재질은 고무, 가죽, 면 또는 폴리에스테르일 수 있다. 그러나 스트랩(921)의 재질은 반드시 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다.
일 실시 예에서, 한 쌍의 홀더(922)는 후술하는 슬라이더 하우징(94)에 연결되고, 스트랩(921)을 지지할 수 있다. 스트랩(921)은 홀더(922)에 의해 지지되어 원위 부분을 안정적으로 둘러쌀 수 있다. 스트랩(921)이 손상 또는 마모된 경우, 홀더(922)로부터 스트랩(921)을 분리하여 스트랩(921)만 교체할 수 있다.
일 실시 예에서, 근위 지지부(91) 및 원위 지지부(92)는 관상면(frontal plane)을 기준으로 상대적으로 회전할 수 있다.
일 실시 예에서, 액추에이터(93)는 근위 지지부(91)에 연결되고 동력을 생성할 수 있다. 액추에이터(93)는 예를 들어 모터 및 감속기를 포함할 수 있다. 모터는 브러시 모터(brush motor), 브러시리스 모터(brushless motor) 및 스테핑 모터(stepping motor) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 모터는 유도 모터 및 동기 모터 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 감속기는 예를 들어 기어 트레인을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 구동 프레임(1)은 액추에이터(93)에 의해 생성된 동력을 원위 지지부(92)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 구동 프레임(1)은 사용자의 고관절 움직임을 보조할 수 있다. 액추에이터(93)의 출력단이 일방향으로 회전할 경우, 구동 프레임(1)은 액추에이터(93)로부터 동력을 전달받아 고관절의 굽힘(flexion) 운동을 보조할 수 있다. 액추에이터(93)의 출력단이 일방향의 반대 방향으로 회전할 경우, 구동 프레임(1)은 액추에이터(93)로부터 동력을 전달받아 고관절의 신장(extension) 운동을 보조할 수 있다. 구동 프레임(1)이 고관절 운동을 보조하는 것으로 설명되나, 구동 프레임(1)의 기능은 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다. 예를 들어, 운동 보조 장치(100)가 상체 관절의 움직임을 보조하는데 사용될 경우, 구동 프레임(1)은 어깨 또는 팔꿈치 관절을 보조할 수 있다. 구동 프레임(1)은 사이드 프레임(11), 연결 프레임(12), 전방 프레임(13) 및 한 쌍의 리브를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 사이드 프레임(11)은 액추에이터(93)에 연결되고, 원위 부분의 측면을 커버할 수 있다.
일 실시 예에서, 연결 프레임(12)은 사이드 프레임(11)으로부터 연장되고 원위 부분의 적어도 일부를 감싸는 형상을 가질 수 있다. 전방 프레임(13)은 연결 프레임(12)으로부터 연장되고 원위 부분의 전면을 커버할 수 있다.
일 실시 예에서, 전방 프레임(13)은 메인 홈을 구비할 수 있다. 메인 홈의 적어도 일부는 구 형상을 가질 수 있다. 한 쌍의 리브는 전방 프레임(13)으로부터 돌출 형성되고 메인 홈의 적어도 일부를 커버할 수 있다.
이와 같은 구동 프레임(1)의 형상에 의해, 구동 프레임(1)으로부터 사용자의 원위 부분으로의 힘 전달은 효과적으로 구현될 수 있다.
일 실시 예에서, 운동 보조 장치(100)는 슬라이더 하우징(94), 슬라이더 및 노브를 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 슬라이더 하우징(94)은 원위 지지부(92)에 연결되고 전방 프레임(13)을 마주할 수 있다. 예를 들어, 슬라이더 하우징(94)은 사용자의 원위 부분을 감싸는 형상을 가질 수 있다. 슬라이더 하우징(94)은 슬라이더가 이동할 수 있는 슬라이딩 공간을 구비할 수 있다. 예를 들어, 슬라이딩 공간은 x축 방향 또는 y축 방향으로 형성될 수 있다.
일 실시 예에서, 슬라이더는 슬라이더 하우징(94) 내부에서 슬라이딩 가능하게 마련될 수 있다. 슬라이더는 슬라이딩 공간을 따라 이동할 수 있다. 원위 지지부(92)는 구동 프레임(1)을 기준으로 이동할 수 있다.
일 실시 예에서, 노브는 슬라이더에 연결되고 메인 홈에 수용될 수 있다. 슬라이더 하우징(94)은 노브를 통해 전방 프레임(13)에 연결될 수 있다. 윈위 지지부(92)는 구동 프레임(1)에 연결될 수 있다. 노브에 대해서는 아래에서 자세히 설명하도록 한다.
도 2는 일 실시 예에 따른 노브가 구동 프레임에 결합된 모습을 도시하는 도면이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 노브가 구동 프레임으로부터 이탈된 모습을 도시하는 도면이고, 도 4는 도 3의 절개선 Ⅳ-Ⅳ를 따라 절개한 구동 프레임의 단면도이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 구동 프레임의 저면도이다.
도 2 내지 도 5를 참조하면, 슬라이더 하우징(94)은 볼 마운트 결합 구조를 통해 구동 프레임에 연결되거나, 구동 프레임으로부터 분리될 수 있다.
일 실시 예에서, 노브(2)는 메인 홈(14)에 삽입될 수 있다. 노브(2)는 메인 홈(14)에 삽입된 상태에서 회전될 경우, 메인 홈(14)에 수용된 상태가 유지될 수 있다. 이 경우에, 노브(2)는 볼 마운트 결합 구조를 형성할 수 있다. 노브(2)는 메인 홈(14)의 구 형상을 따라 메인 홈(14) 내에서 회전 운동을 할 수 있다. 슬라이더 하우징(94) 및 슬라이더 하우징(94)에 연결된 원위 지지부는 구동 프레임을 기준으로 회전 운동을 할 수 있다.
일 실시 예에서, 노브(2)가 메인 홈(14)에 수용된 상태에서, 전방 프레임(13)으로부터 멀어지는 방향으로 노브(2)에 미리 설정된 크기 이상의 힘이 인가될 수 있다. 예를 들어, 사용자의 낙상 등으로 인해 노브(2)에 순간적인 외력이 인가될 수 있다. 이 경우에, 노브(2)는 메인 홈(14)으로부터 이탈될 수 있다. 슬라이더 하우징(94)은 구동 프레임으로부터 분리될 수 있다. 원위 지지부는 구동 프레임에 연결되지 않을 수 있다. 원위 부분은 구동 프레임에 구속되지 않고 움직일 수 있다. 순간적인 외력으로부터 사용자의 원위 부분은 보호될 수 있다. 운동 보조 장치의 파손 또는 고장은 감소될 수 있다. 예를 들어, 구동 프레임을 통해 액추에이터로 전달되는 외력의 크기는 감소될 수 있다.
일 실시 예에서, 노브(2)가 메인 홈(14)으로부터 이탈된 후, 노브(2)는 다시 메인 홈(14)에 수용될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 수동으로 노브(2)를 메인 홈(14)에 삽입할 수 있다.
일 실시 예에서, 본 명세서에서 설명하는 볼 마운트 결합 구조는, 보행 보조를 위한 운동 보조 장치뿐만 아니라, 다양한 운동 보조 장치에 적용될 수 있음을 밝혀 둔다. 예를 들어, 볼 마운트 결합 구조는, 무릎 관절 또는 발목 관절을 보조하는 운동 보조 장치에 적용될 수도 있고, 상체 운동 장치에도 적용될 수 있다.
일 실시 예에서, 노브(2)는 제 1 방향을 따라 제 1 길이의 제 1 폭을 가질 수 있다. 노브는 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향을 따라 제 2 길이의 제 2 폭을 가질 수 있다. 제 1 길이는 제 2 길이보다 작을 수 있다. 노브(2)는 미들 노브(21) 및 탑 노브(22)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 미들 노브(21)는 탑 노브(22)를 지지할 수 있다. 미들 노브(21)는 제 1 폭 및 제 2 폭을 가질 수 있다. 미들 노브(21)는 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 절개한 단면이 직사각형 형상을 가질 수 있다. 본 명세서의 도면과 같이, 노브(2)는 제 1 방향으로 절개한 단면이 원의 일부이고, 제 2 방향으로 절개한 단면이 직사각형일 수 있다. 제 1 방향 및 제 2 방향 중 어느 한 방향으로 절개한 단면이 원의 일부인 경우, 미들 노브(21)의 일부는 메인 홈(14)의 구 형상과 동일한 곡률을 가질 수 있다. 구 형상인 미들 노브(21)의 일부는 메인 홈(14)에 면 접촉한 상태로 노브(2)의 회전 운동을 가이드 할 수 있다.
일 실시 예에서, 탑 노브(22)는 미들 노브(21)로부터 연장 형성되고, 구의 일부 형상을 가질 수 있다. 탑 노브(22)는 메인 홈(14)의 구 형상과 동일한 곡률을 가질 수 있다. 탑 노브(22)는 노브(2)가 메인 홈(14)에 수용된 경우 메인 홈(14)에 면 접촉할 수 있다. 탑 노브(22)는 전방 프레임(13)에 면 접촉한 상태로 유지될 수 있다. 탑 노브(22)는 노브(2)의 회전 운동을 가이드할 수 있다. 노브(2) 및 노브(2)에 연결된 슬라이더 하우징(94)은 전방 프레임(13)에 대해 회전 운동을 할 수 있다. 전방 프레임(13)은 메인 프레임(131) 및 커버 프레임(132)을 포함할 수 있다.
일 실시 예에서, 메인 프레임(131)은 메인 홈(14)을 구비할 수 있다. 커버 프레임(132)은 메인 프레임(131)에 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 커버 프레임(132)은 제 1 체결요소(133)에 의해 메인 프레임(131)에 연결될 수 있다. 커버 프레임(132)은 한 쌍의 리브(15)를 지지할 수 있다. 한 쌍의 리브(15)는, 메인 홈(14)의 일부인 구 형상과 동일한 곡률을 갖는 내측면을 가질 수 있다. 한 쌍의 리브(15)는 적어도 일부의 노브(2)와 동일한 곡률을 갖는 내측면을 가질 수 있다. 노브(2)는 리브(15)에 의해 지지되어 메인 홈(14)에 수용된 상태가 유지될 수 있다. 리브(15)는 노브(2)의 회전 운동을 가이드할 수 있다.
일 실시 예에서, 노브(2)가 메인 홈(14)으로부터 이탈되기 위해 한 쌍의 리브(15)는 변형될 수 있다. 리브(15)의 재질, 두께 또는 길이 등의 요소를 조절하여 리브(15)가 노브(2)를 수용할 수 있는 최대 힘의 크기를 미리 설정할 수 있다. 커버 프레임(132) 및 한 쌍의 리브(15)는, 메인 프레임(131)보다 유연한 재질로 형성될 수 있다. 한 쌍의 리브(15)는 전방 프레임(13)보다 유연한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 리브(15)는 플라스틱 또는 고무 재질일 수 있다. 그러나 리브(15)의 재질은 반드시 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다.
일 실시 예에서, 리브(15)가 손상 또는 마모된 경우, 제 1 체결요소(133)를 해제한 뒤 커버 프레임(132)만 교체할 수 있다. 운동 보조 장치의 유지, 보수 비용은 절감될 수 있다.
일 실시 예에서, 운동 보조 장치는 노브 베이스(96)를 더 포함할 수 있다. 노브 베이스(96)는 슬라이더(95)로부터 노브(2)를 향하는 방향으로 형성되고 노브(2)를 지지할 수 있다. 예를 들어, 노브 베이스(96)는 제 2 체결요소(961)에 의해 슬라이더(95)에 연결될 수 있다. 노브 베이스의 제1 방향을 따라 측정한 길이는 제 1 길이보다 작을 수 있다. 노브 베이스의 제 2 방향을 따라 측정한 길이는 제 2 길이보다 작을 수 있다.
도 6은 일 실시 예에 따른 노브가 메인 홈에 삽입된 상태를 도시하는 평면도이고, 도 7은 일 실시 예에 따른 노브가 회전되어 메인 홈에 수용된 상태를 도시하는 평면도이고, 도 8은 도 7의 절개선 VIII- VIII을 따라 절개한 노브 부분의 단면을 도시하는 도면이고, 도 9는 도 7의 절개선 IX - IX을 따라 절개한 노브 부분의 단면을 도시하는 도면이다.
도 6 내지 도 9에서, 설명의 편의를 위해 스트랩 및 한 쌍의 홀더는 생략한 것임을 미리 밝혀 둔다. 도 6 내지 도 9에서, 설명의 편의를 위해 구동 프레임은 전방 프레임 부분만 도시한 것임을 미리 밝혀 둔다.
도 6 내지 도 9를 참조하면, 노브(2)는 메인 홈에 삽입된 상태에서 회전되어 메인 홈에 수용될 수 있다. 노브(2)는 메인 홈에 나란하게 마련된 상태에서 메인 홈에 삽입될 수 있다. 한 쌍의 리브(15)는 노브 베이스(96)를 기준으로 서로 반대편에 마련될 수 있다. 노브(2)의 제 1 길이는 한 쌍의 리브(15) 사이의 간격보다 작을 수 있다. 노브(2)의 제 1 폭은 한 쌍의 리브(15) 사이의 간격을 통과하고 노브(2)는 메인 홈에 삽입될 수 있다. 노브(2)가 메인 홈에 삽입된 경우에, 탑 노브(22)는 메인 홈에 맞닿을 수 있다.
일 실시 예에서, 노브(2)는 메인 홈에 수용된 상태에서 회전될 수 있다. 예를 들어, 메인 홈을 포함하는 전방 프레임(13)은 노브(2)를 기준으로 회전할 수 있다. 예를 들어, 전방 프레임(13)의 회전 각도는 90도 일 수 있다. 그러나 전방 프레임(13)의 회전 각도는 반드시 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다. 노브(2)가 메인 홈에 삽입된 상태에서 회전된 경우, 구 형상인 미들 노브(21)의 일부는 메인 홈에 면 접촉할 수 있다. 노브(2)는 한 쌍의 리브(15)에 의해 지지될 수 있다. 노브(2)의 제 2 길이는 한 쌍의 리브(15) 사이의 간격보다 클 수 있다. 노브(2)는 메인 홈 및 한 쌍의 리브(15)에 면 접촉할 수 있다.
메인 홈 및 한 쌍의 리브(15)는 노브(2)의 회전 운동을 가이드할 수 있다. 노브(2) 및 노브(2)에 연결된 슬라이더(95)는 구동 프레임에 대해 회전 운동을 할 수 있다. 슬라이더(95)는 슬라이더 하우징(94) 내에 마련된 슬라이딩 공간 내에서 x 축 방향 또는 y 축 방향을 따라 이동할 수 있다. 원위 지지부는 구동 프레임에 대해 상대적인 운동이 가능할 수 있으며, 사용자의 착용감이 향상될 수 있다. 예를 들어, 사용자가 보행할 경우 보행 속도, 보행 방향 또는 원위 부분의 형상 등이 달라질 수 있다. 이 경우에도 슬라이더 하우징(94)의 위치는 원위 부분에 대해 고정될 수 있다.
도 10은 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치가 사용자의 상박에 착용된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 10을 참조하면, 운동 보조 장치는 사용자(U)의 상박에 장착될 수 있다. 예를 들어, 운동 보조 장치의 액추에이터(93)는 사용자(U)의 어깨 부근에 마련될 수 있고, 구동 프레임(1)은 액추에이터(93)에 연결되어 사용자(U)의 상박을 따라 배치될 수 있다. 슬라이더 하우징(94)은 사용자(U)의 팔뚝에 마련될 수 있다. 원위 지지부(92)는 사용자(U)의 팔뚝을 전체적으로 감싸고 지지할 수 있다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 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 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (14)

  1. 사용자의 근위 부분을 지지하기 위한 근위 지지부;
    상기 사용자의 원위 부분을 지지하기 위한 원위 지지부;
    상기 근위 지지부에 연결되고, 동력을 생성하는 액추에이터;
    상기 액추에이터에 연결되고 상기 원위 부분의 측면을 커버하는 사이드 프레임과, 상기 사이드 프레임으로부터 연장되고 상기 원위 부분의 적어도 일부를 감싸는 형상을 갖는 연결 프레임과, 상기 연결 프레임으로부터 연장되고 상기 원위 부분의 전면을 커버하고 메인 홈을 구비하는 전방 프레임과, 상기 전방 프레임으로부터 돌출 형성되고 상기 메인 홈의 적어도 일부를 커버하는 한 쌍의 리브를 포함하는 구동 프레임;
    상기 원위 지지부에 연결되고 상기 전방 프레임을 마주하는 슬라이더 하우징;
    상기 슬라이더 하우징 내부에서 슬라이딩 가능하게 마련되는 슬라이더; 및
    상기 슬라이더에 연결되고, 상기 메인 홈에 나란하게 마련된 상태에서 상기 메인 홈에 삽입될 수 있고, 상기 메인 홈에 삽입된 상태에서 회전될 경우 상기 한 쌍의 리브에 의해 상기 메인 홈에 수용된 상태가 유지되는 노브;
    를 포함하는 운동 보조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 노브는, 제 1 방향을 따라 제 1 길이의 제 1 폭을 갖고, 상기 제 1 방향에 교차하는 제 2 방향을 따라 제 2 길이의 제 2 폭을 갖고,
    상기 제 1 길이는 상기 제 2 길이보다 작은 운동 보조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 길이는 상기 한 쌍의 리브 사이의 간격보다 작고, 상기 제 2 길이는 상기 한 쌍의 리브 사이의 간격보다 큰 운동 보조 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 노브는,
    상기 제 1 폭 및 제 2 폭을 갖는 미들 노브;
    상기 미들 노브로부터 연장 형성되고, 구의 일부 형상을 갖고, 상기 전방 프레임에 면 접촉한 상태로 유지되는 탑 노브를 포함하는 운동 보조 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 미들 노브는, 상기 제 1 방향 또는 제 2 방향으로 절개한 단면이 직사각형 형상을 갖는 운동 보조 장치.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 탑 노브는,
    상기 노브가 상기 메인 홈에 수용된 경우 상기 메인 홈에 맞닿고, 상기 노브의 회전 운동을 가이드하는, 운동 보조 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전방 프레임은,
    상기 메인 홈을 구비하는 메인 프레임; 및
    상기 메인 프레임에 탈착 가능하게 연결되고, 상기 한 쌍의 리브를 지지하는 커버 프레임을 포함하는 운동 보조 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 커버 프레임 및 한 쌍의 리브는, 상기 메인 프레임보다 유연한 재질로 형성되는 운동 보조 장치.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 노브가 상기 메인 홈에 수용된 상태에서, 상기 전방 프레임으로부터 멀어지는 방향으로 상기 노브에 미리 설정된 크기 이상의 힘이 인가되는 경우, 상기 한 쌍의 리브는 변형되고, 상기 노브는 상기 메인 홈으로부터 이탈되도록 구성되는 운동 보조 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 리브는, 상기 전방 프레임보다 유연한 재질로 형성되는 운동 보조 장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 메인 홈의 적어도 일부는 구 형상을 갖고,
    상기 노브의 적어도 일부는 상기 구 형상과 동일한 곡률을 갖는 운동 보조 장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 한 쌍의 리브는, 상기 구 형상과 동일한 곡률을 갖는 내측면을 갖고, 상기 노브의 운동을 가이드 하는 운동 보조 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 슬라이더로부터 상기 노브를 향하는 방향으로 형성되고 상기 노브를 지지하는 노브 베이스를 더 포함하는 운동 보조 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 한 쌍의 리브는, 상기 노브 베이스를 기준으로 서로 반대편에 마련되는 운동 보조 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011131025A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Honda Motor Co Ltd 歩行補助装置の腰部装具および歩行補助装置
KR20120124677A (ko) * 2011-05-04 2012-11-14 서강대학교산학협력단 가변형 회전중심 메커니즘을 보유한 슬관절 보조장치
US20130331744A1 (en) * 2010-11-24 2013-12-12 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Wearable motion supporting device
KR20190021665A (ko) * 2017-08-23 2019-03-06 삼성전자주식회사 운동 보조 장치
KR20200072203A (ko) * 2018-12-12 2020-06-22 삼성전자주식회사 링크 어셈블리 및 이를 포함하는 운동 보조 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011131025A (ja) * 2009-12-25 2011-07-07 Honda Motor Co Ltd 歩行補助装置の腰部装具および歩行補助装置
US20130331744A1 (en) * 2010-11-24 2013-12-12 Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha Wearable motion supporting device
KR20120124677A (ko) * 2011-05-04 2012-11-14 서강대학교산학협력단 가변형 회전중심 메커니즘을 보유한 슬관절 보조장치
KR20190021665A (ko) * 2017-08-23 2019-03-06 삼성전자주식회사 운동 보조 장치
KR20200072203A (ko) * 2018-12-12 2020-06-22 삼성전자주식회사 링크 어셈블리 및 이를 포함하는 운동 보조 장치

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