KR20190101687A - 민간용 동력형 외골격 - Google Patents

Abstract

본 발명은 신체의 움직임을 재현하는 동력형 외골격 장치에 관한 것이다. 본 발명품은 군용, 산업용 동력형 외골격이 너무 비싸거나 무거워 이용하지 못하는 민간인을 위해 만들게 되었다. 본 발명품은 이러한 문제점을 해결하기 위해 유압식 레버를 이용하여, 물건을 들 때, 드는 힘을 분산시켰으며, 발에 달린 고탄성 금속으로 빠른 속력을 낼 수 있으며, 무엇보다도 가볍고 저렴하다는 장점이 있다. 사용 방법으로는 뒷받침 골격(20)에 등을 대고 고정한 후, 발 받침대(42)에 발을 놓고 고정한다. 그 후, 하체골격(40)에 다리를 고정하고 마지막으로 팔 외골격(10)에 팔을 고정하면 된다. 이 발명품이 실용화 된다면 민간인들도 동력형 외골격을 편하게 사용할 수 있을것이며, 생활의 질이 향상될 것이다.

Description

민간용 동력형 외골격{omitted}

본 발명은 근력과 보행을 보조해주는 착용식 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 전신에 착용되어 근력의 증강과 보행속도를 증가시킬 수 있는 착용식 외골격에 관한 것이다.

동력형 외골격이란, 파워 슈트, 외골격 로봇 등으로 알려졌으며, 사람이 입을 수 있는 외골격 같은 프레임과 사람의 운동에 부가적인 힘을 지원할 수 있는 전원으로 구성된 동력형 이동식 기계이다. 현재 존재하는 동력식 외골격들은 군용이나 산업용으로써, 너무 무거워 휴대하기 불편하고 가격이 너무 비쌌다. 그러나 최근 동력식 외골격에 대한 관심이 증가하면서, 외골격에 대한 민간인의 수요가 증가함에 따라, 가격이 너무 비싸서, 휴대하기 불편해서 민간인들이 사용하는데 불만이 발생하였다. 또한, 기존에 이처럼 산업형, 혹은 군용 동력형 외골격은 일상생활에서 가지고 다니며 활용하기에 문제가 있다. 따라서 민간인이 편리하고 쉽게 접근할 수 있는 동력형 외골격 로봇이 시급한 실정이다.

민간인이 사용하기에는 너무 비싸거나 불편한 산업형, 군용 동력형 외골격을 민간인들도 사용할 수 있도록 저렴하고 사용하기 편리하게 만드는 것이 목적이다.

민간인이 사용하기 위해서 필요한 요소로는 휴대성과 착용성이 있다. 또한 착용성도 있는데 슈트의 무게는 모두 발로 향할 것이다. 발 받침대는 뒷받침 골격에 달린 하체골격의 하단부의 양 끝에서 상하로 조정이 가능하게 결합되고, 본 외골격 착용 시, 발을 지탱해준다. 이때 발 받침대의 밑넓이가 충분히 넓기 때문에 발로 지탱할 수 있는 힘이 분산되어서 슈트의 무게나 착용감에 대한 부담이 느껴지지 않는다. 이때 발 받침대가 넓기 때문에 속도의 문제가 생길 수도 있는데 이것은 보행 시 빨리 걸을 수 있게 해주는 가속 발판대가 해결할 수 있다. 이때 슈트의 재질은 고강도 알루미늄 합금으로 만들어져 기존의 금속들보다 훨씬 가볍고, 단단하며 탄성력이 좋아 부서질 외험도 적다. 또한 관절 이외의 움직임이 불필요한 부분을 고정할 때는 그 부분을 용접하여 슈트의 무게를 최소화하였다. 큰 힘을 내기 위해서는 유압식 실린더를 이용하여 적은 힘으로 더 많은 힘을 낼 수 있도록 하였다. 유압식 실린더는 팔 외골격에서 1차, 2차로 나누어져 힘을 효과적으로 증폭시킬 수 있게 하였다. 다리 부분에는 상체에서 오는 모든 힘을 지탱해 줄 수 있도록 유압식 실린더가 설치되었다. 기존의 동력형 외골격은 사람의 신체 크기에 맞춘 것이라 휴대하기 불편하다는 단점이 있다. 본 제품의 경우는 모든 관절을 이용하여 슈트를 가방과 같은 직육면체의 모양으로 접을 수 있다. 이때 가속 발판대는 손잡이 부분으로 접혀 휴대가 가능하도록 하였다.

이상과 같이 본 발명에 따르면 유압식 레버를 이용한 구조를 적용함으로써, 모터를 사용할 때보다 안정적으로 물건을 들 수 있으며, 산업용, 군용보다 그 무게가 가볍고 가격이 저렴하여 동력형 외골격이 민간인에게 더욱 쉽게 다가갈 수 있다. 또한 그 편리성과 휴대성으로 인해 사용장소에 대한 제한을 받지 않는 효과가 있다.

도 1은 민간용 동력형 외골격의 전체 모습이다.
도 2는 민간용 동력형 외골격의 측면부 모습이다.
도 3은 민간용 동력형 외골격의 후면부 모습이다.

본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도면 1은 본 제품의 전면부인데, 뒷받침 골격(20)에 등을 대고 고정한 후, 발 받침대(42)에 발을 놓고 고정한다. 그 후, 하체골격(40)에 다리를 고정하고 마지막으로 팔 외골격(10)에 팔을 고정하면 된다.

도면 2의 경우는 본 제품의 측면부이며 발 받침대(42)의 높이를 조정할 수 있다.

도면 3의 경우는 본 제품의 후면부이다. 후면부의 배터리가 본 외골격의 전체 동력을 공급한다.

이상, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것이며, 본 발명의 기술적 사상의 범주 내에서 다양한 변형과 변경이 가능하다. 본 발명의 권리범위는 이하의 특허청구 범위의 기재에 의하여 정하여 져야 할 것이다.

10은 팔 외골격이다.
11은 팔 외골격에서 1차적으로 무게를 지탱해주는 유압 실린더이다.
20은 뒷받침 골격이다.
21은 팔 외골격에서 오는 무게를 2차적으로 지탱해주는 유압 실린더이다.
30은 외골격 전체에 전력을 공급해주는 배터리이다.
40은 하체골격이다.
41은 상체의 무게를 지탱해주는 유압 실린더이다.
42는 착용자의 발을 지탱해 주는 발 받침대이다.
50은 보행 시 빨리 걸을 수 있게 해 주는 가속 발판대이다.

Claims (1)

1. 민간용 동력형 외골격에 있어서,
   뒷받침 골격에 달린 하체골격의 하단부의 양 끝에서 상하로 조정이 가능하게 결합되고, 본 외골격 착용 시, 발을 지탱해주는 발 받침대.
   뒷받침 골격에 달린 하체골격의 하단부의 양 다리 뒤에서 강하게 결합되며, 탄성력과 복원력이 강한 금속으로 만들어지고, 바닥과 닿는 부분은 고무와 결합된 가속 발판대.
   뒷받침 골격에 자유롭게 움직일 수 있도록 결합되고, 무릎부분을 굽혔다, 펼 수 있으며, 하체 부분에 착용되어 무게를 지탱해주는 하체골격.
   하체골격과 팔 골격에 결합되어 있고, 몸체에 착용되어 등 뒤의 무게와 팔의 무게를 지탱해주는 뒷받침 골격.
   팔꿈치 부분을 굽힐 수 있고, 착용 시, 팔의 무게를 지탱해 주며, 뒷받침 골격에 자유롭게 움직일 수 있도록 결합 된 팔 골격
   뒷받침 골격 뒤에 위치하여 있으며, 외골격 전체에 동력을 제공해주는 배터리를 구성하는 것을 특징으로 하는 민간용 동력형 외골격

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