KR200458671Y1

KR200458671Y1 - 근력 보조 장치

Info

Publication number: KR200458671Y1
Application number: KR2020100001353U
Authority: KR
Inventors: 이수종
Original assignee: 이수종
Priority date: 2010-02-05
Filing date: 2010-02-05
Publication date: 2012-02-14
Anticipated expiration: 2020-02-05
Also published as: KR20110007999U

Abstract

본 고안은 근력 보조 장치에 관한 것이다. 본 고안의 일 태양에 따르면, 적어도 하나의 수직 프레임 및 적어도 하나의 수평 프레임에 의해 구성되어 사용자의 몸체를 지지하는 몸체유닛; 상기 몸체유닛에 결합되고, 상기 사용자의 발이 지면과 닿음으로써 인가되는 압력을 족압 센서 모듈에 의해 센싱하는 지지유닛; 및 상기 몸체유닛에 결합되고, 상기 족압 센서 모듈에 의해 센싱된 신호를 참고로 하여, 상기 사용자의 관절의 움직임을 제어하는 제어부를 포함하는 구동유닛을 포함하되, 상기 구동유닛은, 회전력을 생성하고, 상기 생성된 회전력으로 입력기어를 회전시키는 입력부; 및 상기 입력기어의 회전축과 소정의 각도를 이루며, 상기 입력기어와 맞물려 회전하는 출력기어의 회전력으로 상기 사용자의 관절을 동작시키는 출력부를 포함하는 근력 보조 장치가 제공된다. 본 고안에 따르면, 구동유닛의 회전축 방향을 변환하여 기계적 구조의 크기를 감소시킬 수 있고, 구동유닛 자체에 배선 경로를 구비하여 전기적 구조의 단순화(전체 배선길이 감소)를 이룰 수 있다.

Description

근력 보조 장치{APPARATUS FOR ASSISTING MUSCULAR STRENGTH}

본 고안은 근력 보조 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 사용자의 동작(예를 들면, 보행) 시 요구되는 근력을 보조하기 위하여 구동유닛의 기계적 및/또는 전기적 구조를 소형화하여 보다 효율적으로 사용할 수 있는 근력 보조 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건강한 사람이라면 간단히 행할 수 있는 동작(예를 들면, 보행 등과 같은 행위)이라도 신체 장애자 또는 근력이 쇠약해진 고령자는 이를 행하기가 수월치 않은 것이 일반적이다. 따라서, 최근에는 신체 장애자 또는 고령자 등을 대상으로 이러한 동작을 보조하기 위한 다양한 근력 보조 장치에 관한 기술 개발이 진행되고 있다.

종래의 근력 보조 장치 중 일 예로서 보행을 보조하는 장치를 살펴보면, 크게 두 가지 분야로 나뉘고 있음을 알 수 있다. 먼저, 단순하게 사용자의 신체를 지지해주고 회전력을 이용하여 보행 기능을 대체해 주는 휠체어 형태의 보행 보조 장치 분야가 있다. 하지만, 이러한 바퀴 방식의 보행 보조 장치의 경우에는 계단과 같이 단차가 있는 지형에서 사용하기 어려운 문제점이 있고, 휴대하기도 매우 어려운 문제점이 있다.

다음으로, 사용자의 하지 관절에 액추에이터(actuator)를 장착하여 보다 실제 보행에 가깝게 근력을 보조해주는 착용형 로봇 형태의 보행 보조 장치 분야가 있다. 하지만, 착용형 로봇 방식의 보행 보조 장치의 경우에는 엑츄에이터를 구동하기 위하여 크기가 크고 복잡한 구동장치가 필요하며, 이에 따른 복잡한 배선이 동반되기 때문에, 노약자 및 보행장애를 갖고 있는 사용자가 직접 착용하고 사용하기에는 불편하다는 한계가 있다.

이러한 근력 보조 장치는, 사용자의 피부에 접하여 근력 활동에 따른 근 전위신호(생체신호)를 검출하는 근전도센서를 포함하는 센서부와, 검출된 정보를 기초로 사용자에게 보조동력(근력)을 부여하기 위한 구동유닛을 구비할 수 있다. 이들 중 실제 보행 동작에 직접적인 기능을 수행하는 구동유닛의 소형화가 전체 보행 보조 장치의 소형화에 가장 핵심적인 요소로 취급되고 있다.

현재까지 주로 연구되어지고 있는 보행 보조 장치를 살펴보면 다음과 같다.

도 1은 종래의 인체 하지용 보조 근력 장치에 있어서 구동부의 결합관계의 일부를 간략하게 나타내는 도면이다.

참고로, 도 1은 한국등록특허 제0802533호인 "인체 하지의 보행모드 결정장치 및 이를 갖는 인체 하지용보조 근력 로봇 및 이를 사용한 인체 하지의 보행모드 결정 방법"에 포함된 내용으로서, 상기 선행문헌의 내용은 그 전체가 본 명세서에 병합되어 있는 것으로 고려되어야 한다.

도 1을 참조하면, 구동부(구동유닛)는 제1 기어(10)와, 제1 기어(10)와 맞물린 제2 기어(20)와, 제1 기어(10) 또는 제2 기어(20) 중 어느 하나와 모터 회전축(30)으로 연결되어 구동되는 구동모터(40)를 구비한다.

이때, 구동모터(40)는 모터 회전축(30)을 통해 제2 기어(20)를 회전시키고, 제2 기어(20)와 맞물려 결합된 제1 기어(10)는 상기 제2 기어(20)와 연동되어 회전될 수 있다. 따라서, 모든 회전축[모터 회전축(30), 제1 기어의 회전축, 제2 기어의 회전축]이 동일 방향(Y축)으로 배열되어 있기 때문에 구동부 전체의 크기(부피)가 증가되는 문제점이 있다. 또한, 구동모터(40)로 연결되는 별도의 배선 통로가 없기 때문에 전기적 연결을 위해서는 복잡한 구조가 불가피해지는 문제점이 있다. 한편, 이러한 복잡한 배선은 물리적 및/또는 전기적인 간섭으로 인해 손상되어 전체 시스템의 신뢰성을 저하시키는 문제도 초래할 수 있다.

따라서, 구동유닛의 기계적 및/또는 전기적 구조를 단순화하고 소형화하여 사용자가 보다 편리하게 사용할 수 있는 효율적인 근력 보조 장치에 대한 기술 개발이 요구되고 있다.

본 고안은 상술한 종래 기술의 문제점을 모두 해결하는 것을 그 목적으로 한다.

또한, 본 고안은 구동유닛의 회전축 방향이 변환되도록 할 수 있는 근력 보조 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 고안은 구동유닛 자체에 배선 경로를 구비하는 근력 보조 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 고안은 기계적 및/또는 전기적 구조를 소형화하여 보다 효율적으로 사용되도록 할 수 있는 근력 보조 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기 고안을 달성하기 위한 본 고안의 대표적인 구성은 다음과 같다.

본 고안의 일 태양에 따르면, 적어도 하나의 수직 프레임 및 적어도 하나의 수평 프레임에 의해 구성되어 사용자의 몸체를 지지하는 몸체유닛; 상기 몸체유닛에 결합되고, 상기 사용자의 발이 지면과 닿음으로써 인가되는 압력을 족압 센서 모듈에 의해 센싱하는 지지유닛; 및 상기 몸체유닛에 결합되고, 상기 족압 센서 모듈에 의해 센싱된 신호를 참고로 하여, 상기 사용자의 관절의 움직임을 제어하는 제어부를 포함하는 구동유닛을 포함하되, 상기 구동유닛은, 회전력을 생성하고, 상기 생성된 회전력으로 입력기어를 회전시키는 입력부; 및 상기 입력기어의 회전축과 소정의 각도를 이루며, 상기 입력기어와 맞물려 회전하는 출력기어의 회전력으로 상기 사용자의 관절을 동작시키는 출력부를 포함하는 근력 보조 장치가 제공된다.

이 외에도, 본 고안을 구현하기 위한 다른 구성이 더 제공될 수 있다.

본 고안에 따르면, 구동유닛의 회전축 방향을 변환하여 기계적 구조의 크기를 감소시킬 수 있고, 이와 동시에 별도의 감속장치 없이도 감속 기능을 제공할 수 있어 보다 향상된 소형화(부피감소)를 달성할 수 있다.

또한, 본 고안에 따르면, 구동유닛 자체에 배선 경로를 구비하여 전기적 구조의 단순화(전체 배선길이 감소)를 이룰 수 있고, 배선의 손상을 방지하여 전체 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 고안에 따르면, 수평 프레임의 위치를 용이하게 조절할 수 있어 사용자의 체형에 가장 적합한 근력 보조 장치를 제공할 수 있다.

또한, 본 고안에 따르면, 기계적 및/또는 전기적 구조를 소형화하여 사용자가 보다 용이하게 착용하고 편리하게 동작할 수 있는 근력 보조 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 인체 하지용 보조 근력 로봇에 있어서 구동부의 결합관계를 간략하게 나타내는 도면이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예에 의한 근력 보조 장치의 정면도이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예에 의한 근력 보조 장치의 측면도이다.
도 4는 본 고안의 일 실시예에 의한 몸체유닛(100)의 상세한 도면이다.
도 5는 본 고안의 일 실시예에 의한 지지유닛(300)의 상세한 도면이다.
도 6은 본 고안의 일 실시예에 의한 제1 구동유닛(200a)의 분해도이다.
도 7은 본 고안의 일 실시예에 의한 제1 구동유닛(200a) 중에서 구동부(210, 220)의 결합관계를 설명하기 위한 간략한 도면이다.
도 8은 본 고안의 일 실시예에 의한 입력부(210)와 출력부(220)의 베벨기어의 운동 전달과정을 설명하기 위한 상세한 도면이다.
도 9는 본 고안의 일 실시예에 의한 제2 구동유닛(200b)의 분해도이다.

후술하는 본 고안에 대한 상세한 설명은, 본 고안이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시예는 당업자가 본 고안을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 고안의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시예에 관련하여 본 고안의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 고안의 정신 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 고안의 범위는, 적절하게 설명된다면, 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭하며, 길이 및 면적, 두께 등과 그 형태는 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다.

이하에서는, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 고안의 바람직한 실시예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

[본 고안의 바람직한 실시예]

이하의 상세한 설명에서는, 일 예로 사용자의 다리에 착용되어 보행을 보조하기 위한 근력 보조 장치를 중심으로 설명하지만, 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니며 인체의 관절 운동을 보조하기 위한 기술분야 전반에 걸쳐 본 고안의 근력 보조 장치[특히, 구동유닛]의 기술적 구성을 동일하게 적용할 수 있음은 물론이라 할 것이다.

도 2 및 도 3은 각각 본 고안의 일 실시예에 의한 근력 보조 장치의 정면도 및 측면도이다.

먼저, 도 2 및 도 3을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 의한 근력 보조 장치는, 몸체유닛(100), 구동유닛 및 지지유닛(300)을 포함하여 구성될 수 있다.

본 고안의 일 실시예에 의한 몸체유닛(100)은 사용자의 몸통을 지지하여 고정시키는 기능을 수행할 수 있으며, 본 고안의 일 실시예에 의한 지지유닛(300)은 사용자의 다리, 발 등을 지지하여 고정시키는 기능을 수행할 수 있다.

본 고안의 일 실시예에 의한 몸체유닛(100) 및 지지유닛(300)은 이하 도 4 및 도 5를 참조로 보다 자세히 설명될 것이다.

도 4는 본 고안의 일 실시예에 의한 몸체유닛(100)에 대한 상세한 도면이다.

도 4를 참조하면, 몸체유닛(100)은 다수 개의 수평 프레임(110: 111, 112, 113, 114)과 다수 개의 수직 프레임(120: 121, 122, 123)을 포함하여 구성될 수 있다.

제1 수평 프레임(111)과 제2 수평 프레임(112)은 사용자의 허리부위와 골반부위를 지탱하는 지지대일 수 있다. 또한, 제3 수평 프레임(113)은 사용자의 다리부위를 지탱하는 서로 분리된 지지대일 수 있으며, 제4 수평 프레임(114)은 사용자의 발목부위를 지탱하는 서로 분리된 지지대일 수 있다. 이러한 제1, 제2, 제3, 제4 수평 프레임(111, 112, 113, 114)이 지탱하는 위치(인체 부위) 및 그 형상은 필요에 따라 다양하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 바와 같이, 제1, 제2, 제3, 제4 수평 프레임(111, 112, 113, 114)은 'ㄷ' 또는 'ㄴ'형상과 같이 인체의 뒷 부분을 감싸는 구조일 수도 있으나, 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니며, 인체의 구조에 적합하도록 다양한 입체적인 형상을 가지도록 구성될 수도 있을 것이다.

다시 도 4를 참조하면, 제1 수평 프레임(111)과 제2 수평 프레임(112)의 양단은 한 쌍의 제1 수직 프레임(121)으로 연결되어 고정될 수 있다. 또한, 제3 수평 프레임(113)의 양단에는 한 쌍의 제2 수직 프레임(122)이 연결될 수 있고, 제4 수평 프레임(114)의 양단에도 한 쌍의 제3 수직 프레임(123)이 연결될 수 있다. 한편, 제3 수직 프레임(123)의 하단에는 도 5와 같은 지지유닛(300)이 연결되어 하나의 구조물이 형성되도록 할 수 있다. 이러한 제1, 2, 3 수직 프레임(121, 122, 123)은 서로 분리되어 있으나, 그 사이의 공간에는 상기 구동유닛이 각각 위치되어 서로 연결되도록 함으로써 본 고안의 일 실시예에 의한 근력 보조 장치를 구현할 수 있다.

여기서, 수평 프레임(110)과 수직 프레임(120)은 기구적인 안정성과 동시에 사용자의 신체에 적합하도록 그 위치가 용이하게 조절되도록 할 수도 있을 것이다. 일 예로, 제1, 제2 수평 프레임(111, 112)과 제1 수직 프레임(121)의 연결관계를 상세하게 살펴보면, 제1 수평 프레임(111)의 양단에 구비되는 프레임 연결부(111a)는 제1 수평 프레임(111)과 제1 수직 프레임(121)을 수직으로 결합되도록 할 수 있다. 이러한 프레임 연결부(111a)는 제1 수평 프레임(111)과 고정장치(S)에 의해 고정되되, 제1 수직 프레임(121)과는 가령 슬라이딩 방식으로 결합되어 위치가 용이하게 조정되도록 할 수 있는데, 사용자의 체형에 적합하도록 각각의 위치가 정해지면, 이에 따라 프레임 연결부(111a)와 제1 수직 프레임(121)에 형성되는 다수 개의 홀(H)을 중첩시킨 후 고정장치(미도시됨)를 이용하여 고정시킬 수 있다. 이때, 홀(H)을 고정시키는 고정장치는 나사와 같은 공지된 고정수단을 제한 없이 사용할 수 있다.

한편, 수평 프레임(110)과 수직 프레임(120)을 형성하는 재질은 제한이 없으나, 사용자의 무게를 지탱하기 위해 강성이면서도 동작의 편의성을 위해 경량인 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 앞서 설명된 수직 프레임(120)은 다수 개의 홀(H)을 구비함으로써, 위치 조절 기능뿐 아니라 프레임 자체의 기구 강도 및 경량화를 향상시키는 효과도 얻을 수 있다.

다음으로, 본 고안의 일 실시예에 의한 상기 구동유닛은, 앞서 도 2 및 도 3에서 살펴본 바와 같이, 사용자의 관절부위와 대응되는 위치의 수직 프레임(120)에 결합되며, 회전 운동하는 기능을 수행할 수 있다.

본 고안의 상기 구동유닛은 그 기능 또는 위치에 따라 제1 구동유닛(200a)과 제2 구동유닛(200b)으로 나누어질 수 있다.

구체적으로, 제1 구동유닛(200a)은 제1 수직 프레임(121)과 제2 수직 프레임(122)의 사이에 위치하여 회전되도록 연결될 수 있다. 이때, 회전은 사용자의 골반부위를 중심으로 하는 회전운동일 수 있다.

또한, 제2 구동유닛(200b)은 제2 수직 프레임(122)과 제3 수직 프레임(123)의 사이에 위치하여 회전되도록 연결될 수 있다. 이때, 회전은 사용자의 무릎부위를 중심으로 하는 회전운동일 수 있다.

이러한 본 고안의 일 실시예에 의한 상기 구동유닛은 회전축 방향을 변환하여 기계적 구조의 크기를 줄일 수 있고, 별도의 감속장치 없이도 감속기 기능을 구현할 수 있으므로, 전체적인 사이즈가 소형화되는데에 큰 기여를 할 수 있다.

또한, 본 고안의 일 실시예에 의한 상기 구동유닛은 자체에 배선 경로를 구비할 수 있는데, 이에 따르면 전기적 구조를 단순화(전체 배선길이 감소) 및 소형화(부피감소)할 수 있고, 배선의 손상을 방지(예를 들면, 배선간의 간섭, 외부의 물리적인 간섭)할 수 있으므로, 전체 시스템의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 상기 구동유닛에 대한 보다 상세한 설명은 추후 도 6 이하를 참조한 상세한 설명을 통해 자세히 알아보기로 한다.

다음으로, 도 5는 본 고안의 일 실시예에 의한 지지유닛(300)에 대한 상세한 도면이다.

본 고안의 일 실시예에 의한 지지유닛(300)은 사용자의 몸무게를 지탱하며 지면에 접하되, 보행 시 발생되는 외부의 진동이나 충격을 흡수하는 기능을 수행할 수 있다.

보다 상세하게 도 5를 참조하면, 지지유닛(300)은 지지부(310)와 발목 연결부(320)를 포함하여 구성될 수 있다.

지지부(310)는 사용자의 발을 감싸는 구조로 일반적인 신발 형상일 수 있다. 이어서, 발목 연결부(320)는 지지부(310)와 제3 수직 프레임(123)을 연결하는 구조로 인체의 발목 관절의 움직임과 유사하게 회전할 있는 구조를 가질 수 있다. 이때, 지지부(310)와 발목 연결부(320)의 연결관계를 상세하게 살펴보면, 지지부(310)에 구비되는 돌출부(311)가 발목 연결부(320)에 구비되는 홈(321)에 삽입되어 축(H`)을 중심으로 힌지(hinge)와 같이 동작할 수 있다.

한편, 지지유닛(300)에는 보행 시 발생되는 압력을 측정하기 위한 압력센서(미도시됨)를 더 구비할 수 있는데, 압력센서에서 측정된 족압 정보(보행 시 지지유닛이 지면에 닿을 때 가해지는 압력)는 상기 구동유닛 중 제2 구동유닛(200b)에 구비되는 족압 센서 모듈(240)에 의해 수집되어 처리된 후 최종적으로 제어부(230)에 의해 상기 구동유닛의 동작에 반영되도록 할 수 있다. 이에 대한 보다 상세한 설명은 도 9를 참조한 상세한 설명을 통해 자세히 알아보기로 한다.

구동유닛의 구성

이하에서는, 본 고안의 구현을 위하여 중요한 기능을 수행하는 상기 구동유닛의 구성 및 각 구성요소의 기능에 대하여 살펴보기로 한다.

이때, 상기 구동유닛은 설명의 중복을 피하기 위해 한 쌍으로 구비되는 제1 구동유닛(200a) 및 제2 구동유닛(200b) 중 일측에 위치하는 제1 구동유닛(200a)과 제2 구동유닛(200b)을 일 예로 설명하도록 한다.

도 6은 본 고안의 일 실시예에 의한 제1 구동유닛(200a)의 분해도이다.

도 6을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 의한 제1 구동유닛(200a)은 구동부(210, 220)와 제어부(230)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 본 고안의 일 실시예에 의한 구동부(210, 220)는 회전력을 생성하고 이를 인가하는 입력부(210)와, 입력부(210)로부터 전달된 회전력을 이용하여 몸체유닛(100)을 동작시키는 출력부(220)를 포함하여 이루어질 수 있다.

다음으로, 본 고안의 일 실시예에 의한 제어부(230)는 PCB 기판 등을 이용하여 구현될 수 있으며 구동부(210, 220) 마다 고유 기능(동작)을 수행할 수 있도록 제어하는 기능을 수행할 수 있다. 이러한 제어부(230)는 다수 개의 센서(미도시)에서 검출된 정보를 수집한 족압 센서 모듈(240)(후술됨)에서 전송하는 정보에 기초하여 구동부(210, 220)의 동작(회전 방향, 회전각도, 힘 중 어느 하나 이상)을 제어할 수 있다.

보다 구체적으로 구동부(210, 220)의 이해를 돕기 위해 도 7 및 도 8을 참조로 설명한다.

도 7은 본 고안의 일 실시예에 의한 제1 구동유닛(200a) 중에서 구동부(210, 220)의 결합관계를 설명하기 위한 간략한 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 의한 입력부(210)는 구동원(211)과 입력기어(212)를 포함하여 구성될 수 있다. 구동원(211)은 회전력을 생성할 수 있는 공지된 장치를 제한 없이 사용할 수 있는데, 일 예로 전기에너지를 회전에너지로 변환하는 전동기(electric motor: 모터)일 수 있으며, 바람직하게는 각도를 제어할 수 있는 서보모터(servomotor)일 수도 있다. 이때, 구동원(211) 측이 1차 감속의 기능을 수행함으로써 속도를 조절할 수 있다.

이어서, 입력기어(212)는 구동원(211)에서 생성된 회전력에 따라 동일 축으로 회전하여 회전력을 전달하는 장치로, 본 고안의 일 실시예에서는 입력측 베벨기어(bevel gear)를 의미할 수 있다.

여기서, 베벨기어란, 두 축 사이에서 회전 운동을 전달하는 기어로 소정의 각도를 이루면 교차하여 서로 맞물려 회전할 수 있는데, 이러한 베벨기어는 공지의 기술이므로 이에 대한 상세한 설명은 본 명세서에서는 생략하기로 한다.

다음으로, 본 고안의 일 실시예에 의한 출력부(220)는 제1 헤드(221), 제2 헤드(222), 출력기어(223), 기어축(224), 기어 덮개(225)를 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 제1 헤드(221), 제2 헤드(222), 출력기어(223) 및 기어 덮개(225)는 중앙에 원형의 개구부가 형성되어 기어축(224)에 순서대로 결합될 수 있다.

보다 상세하게 설명하면, 제1 헤드(221)는 제1 수직 프레임(121)과 연결되고, 제2 헤드(222)는 제2 수직프레임(122)과 연결될 수 있다. 이어서, 출력기어(223)는 기어 덮개(225)의 하측 연결구(O)를 통해 삽입되는 입력기어(212)와 소정의 각도(예를 들면, 수직)를 이루며 맞물려 회전하는 출력측 베벨기어일 수 있다.

즉, 출력부(220)는 기어축(224)을 중심으로 일단에는 제1 헤드(221)가 결합되고 제2 헤드(222), 출력기어(223)가 순서대로 삽입되는데, 타단에는 기어 덮개(225)가 제2 헤드(222)와 접하여 출력기어(223)를 덮는 구조일 수 있다. 따라서, 출력기어(223)는 제2 헤드(222)와 기어 덮개(225)에 의해 외부로부터 안정적으로 보호될 수 있다.

이상에서 설명된 제어부(230)에는 기어축(224) 중심에 형성된 관통홀을 통과한 배선(400)의 일단이 연결되고 상기 배선(400)의 타단은 전원에 연결될 수 있는데, 이러한 구조에 의하면 제어부(230)에 전기적 신호를 공급할 수 있을 것이다.

도 8은 본 고안의 일 실시예에 의한 입력부(210)와 출력부(220)의 베벨기어의 운동 전달과정을 설명하기 위한 상세한 도면이다.

도 8을 참조하면, 회전축의 방향이 서로 다른(A: 수직) 입력기어(212)와 출력기어(223)가 서로 맞물려 회전함으로써, 서로 일방향으로 배열되어 기계적인 부피(특히, 두께)가 증가되던 종래 기술의 문제점을 회피하고 입력기어(212), 출력기어(223) 및 이들의 주변에 위치하는 다양한 부품들의 구조에 따라 근력 보조 장치의 두께가 슬림화되도록 할 수 있다.

이와 같이, 입력부(210)에서 출력부(220)를 통해 전달된 회전력은 결국, 제1 수직 프레임(121)과 제2 수직프레임(122)을 동작시킬 수 있다.

도 9는 본 고안의 일 실시예에 의한 제2 구동유닛(200b)의 분해도이다.

도 9를 참조하면, 본 고안의 일 실시예에 의한 제2 구동유닛(200b)은 구동부(210, 220)와 족압 센서 모듈(240)를 포함하여 구성될 수 있다.

먼저, 본 고안의 일 실시예에 의한 구동부(210, 220)는 회전력을 생성하여 인가하는 입력부(210)와, 입력부(210)로부터 전달된 회전력을 이용하여 몸체유닛(100)을 동작시키는 출력부(220)를 포함하여 이루어질 수 있는데, 이는 상술된 제1 구동유닛(200a)과 거의 동일하므로 상세한 설명은 생략한다. 다만, 족압 센서 모듈(240)에 기어축(224) 중심에 형성된 관통홀을 통과한 배선(400)의 일단이 연결되고 상기 배선(400)의 타단은 전원에 연결되도록 함으로써, 족압 센서 모듈(240)에 전기적 신호를 공급할 수 있을 것이다.

다음으로, 본 고안의 일 실시예에 의한 족압 센서 모듈(240)는 가령 FSRM 모듈로 구현될 수 있으며, 다수 개의 센서(미도시)에서 검출된 정보에 기초하여 사용자의 인체 및 보행에 관한 정보를 수집하고 이를 제어부(230)에 전송하는 기능을 수행할 수 있다. 일 예로, 근전도센서(예를 들면, 보행 시의 다리 근전도), 압력센서(예를 들면, 보행 시의 족압) 등을 이용할 수 있으나, 본 고안이 이에 한정되는 것은 아니며, 공지된 다양한 센서를 제한 없이 사용할 수 있을 것이다. 결국, 족압 센서 모듈(240)로부터 전송되는 정보는 구동부(210, 220)의 동작(회전 방향, 회전각도, 힘 중 어느 하나 이상)에 반영되어 보다 정밀한 동작이 가능하도록 할 수 있다.

한편, 이상의 상세한 설명에서 본 고안은 구체적인 구성요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나, 이는 본 고안의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 고안이 상기 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형을 꾀할 수 있다. 따라서, 본 고안의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 실용신안등록청구범위뿐만 아니라 이 실용신안등록청구범위와 균등하게 또는 등가적으로 변형된 모든 것들은 본 고안의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

100: 몸체유닛
110(111, 112, 113, 114): 수평 프레임
120(121, 122, 123): 수직 프레임
200a: 제1 구동유닛
200a: 제2 구동유닛
210, 220: 구동부
210: 입력부
211: 구동원
212: 입력기어
220: 출력부
221: 제1 헤드
222: 제2 헤드
223: 출력기어
224: 기어축
225: 기어 덮개
230: 제어부
240: 족압 센서 모듈
300: 지지유닛

Claims

삭제
적어도 하나의 수직 프레임 및 적어도 하나의 수평 프레임에 의해 구성되어 사용자의 몸체를 지지하는 몸체유닛;
상기 몸체유닛에 결합되고, 상기 사용자의 발이 지면과 닿음으로써 인가되는 압력을 족압 센서 모듈에 의해 센싱하는 지지유닛; 및
상기 몸체유닛에 결합되고, 상기 족압 센서 모듈에 의해 센싱된 신호를 참고로 하여, 상기 사용자의 관절의 움직임을 제어하는 제어부를 포함하는 구동유닛을 포함하되,
상기 구동유닛은 제1 구동유닛과 제2 구동유닛을 가지고,
상기 제1 구동유닛은 회전력을 생성하고 상기 생성된 회전력으로 입력기어를 회전시키는 입력부, 상기 입력기어의 회전축과 소정의 각도를 이루며 상기 입력기어와 맞물려 회전하는 출력기어의 회전력으로 상기 사용자의 골반 부위를 회전 운동시키는 출력부를 포함하며,
상기 제2 구동유닛은 회전력을 생성하고 상기 생성된 회전력으로 입력기어를 회전시키는 입력부, 상기 입력기어의 회전축과 소정의 각도를 이루며 상기 입력기어와 맞물려 회전하는 출력기어의 회전력으로 상기 사용자의 무릎 부위를 회전 운동시키는 출력부를 가지는 제2 구동유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 근력 보조 장치.
제2항에 있어서,
상기 제1 구동유닛의 출력기어 및 상기 제2 구동유닛의 출력기어의 축의 중심에는 각각 관통홀이 존재하는 것을 특징으로 하는 근력 보조 장치.
제3항에 있어서,
상기 각각의 관통홀에는 배선이 통과하고,
상기 제1 구동유닛의 관통홀을 통과하는 배선의 일단 및 타단은 전원 및 상기 제어부에 각각 연결되며,
상기 제2 구동유닛의 관통홀을 통과하는 배선의 일단 및 타단은 상기 전원 및 상기 족압 센서 모듈에 각각 연결되는 것을 특징으로 하는 근력 보조 장치.
적어도 하나의 수직 프레임 및 적어도 하나의 수평 프레임에 의해 구성되어 사용자의 몸체를 지지하는 몸체유닛;
상기 몸체유닛에 결합되고, 상기 사용자의 발이 지면과 닿음으로써 인가되는 압력을 족압 센서 모듈에 의해 센싱하는 지지유닛; 및
상기 몸체유닛에 결합되고, 상기 족압 센서 모듈에 의해 센싱된 신호를 참고로 하여, 상기 사용자의 관절의 움직임을 제어하는 제어부를 포함하는 구동유닛을 포함하되,
상기 구동유닛은 회전력을 생성하고 상기 생성된 회전력으로 입력기어를 회전시키는 입력부, 상기 입력기어의 회전축과 소정의 각도를 이루고 상기 입력기어와 맞물려 회전하는 출력기어의 회전력으로 상기 사용자의 관절을 동작시키는 출력부를 가지고,
상기 수평 프레임은 다수 개로 구성되며 각각이 지면으로부터 순차적으로 배열되되 적어도 하나의 홀이 형성된 프레임 연결부를 양단에 구비하는 것을 특징으로 하는 근력 보조 장치.
제5항에 있어서,
상기 수직 프레임은 다수 개로 구성되며 상기 프레임 연결부와 수직으로 결합되며 적어도 하나의 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 근력 보조 장치.
제6항에 있어서,
상기 지지유닛은,
상기 수직 프레임 중 가장 하부에 위치하는 수직 프레임의 하단에 결합되는 것을 특징으로 하는 근력 보조 장치.
제7항에 있어서,
상기 프레임 연결부와 상기 수직 프레임은 슬라이딩 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는 근력 보조 장치.
적어도 하나의 수직 프레임 및 적어도 하나의 수평 프레임에 의해 구성되어 사용자의 몸체를 지지하는 몸체유닛;
상기 몸체유닛에 결합되고, 상기 사용자의 발이 지면과 닿음으로써 인가되는 압력을 족압 센서 모듈에 의해 센싱하는 지지유닛; 및
상기 몸체유닛에 결합되고, 상기 족압 센서 모듈에 의해 센싱된 신호를 참고로 하여, 상기 사용자의 관절의 움직임을 제어하는 제어부를 포함하는 구동유닛을 포함하되,
상기 구동유닛은 회전력을 생성하고 상기 생성된 회전력으로 입력기어를 회전시키는 입력부, 상기 입력기어의 회전축과 소정의 각도를 이루고 상기 입력기어와 맞물려 회전하는 출력기어의 회전력으로 상기 사용자의 관절을 동작시키는 출력부를 가지고,
상기 지지유닛은 인체의 발을 지탱하는 지지부, 상기 지지부와 상기 수직 프레임의 하단을 결합시키는 발목 연결부를 포함하되, 상기 지지부의 상부에 형성된 돌출부가 상기 발목 연결부의 하부에 형성된 홈에 삽입되어 회전되는 것을 특징으로 하는 근력 보조 장치.