KR20230052803A - 마그넷을 포함하는 운동 보조 장치 - Google Patents

마그넷을 포함하는 운동 보조 장치 Download PDF

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KR20230052803A
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Abstract

일 실시예에 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 액츄에이터, 상기 액츄에이터에 연결되는 어퍼 프레임, 상기 원위 지지부에 연결되는 로어 프레임, 상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 중 어느 하나의 프레임에 연결되는 베이스 링크, 상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 중 다른 하나의 프레임에 연결되고, 상기 베이스 링크에 탈착 가능하게 연결되고, 상기 베이스 링크에 대해 회전 가능한 프레임 링크 및 상기 베이스 링크에 연결되고, 상기 프레임 링크에 자력을 인가하는 마그넷을 포함할 수 있다.

Description

마그넷을 포함하는 운동 보조 장치{A MOTION ASSIST APPARATUS COMPRISING MAGNET}
본 발명은 마그넷을 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, 특정 부위의 근력을 강화하는 목적으로도 착용될 수 있다.
일 실시예에 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 액츄에이터, 상기 액츄에이터에 연결되는 어퍼 프레임, 상기 원위 지지부에 연결되는 로어 프레임, 상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 중 어느 하나의 프레임에 연결되는 베이스 링크, 상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 중 다른 하나의 프레임에 연결되고, 상기 베이스 링크에 탈착 가능하게 연결되고, 상기 베이스 링크에 대해 회전 가능한 프레임 링크 및 상기 베이스 링크에 연결되고, 상기 프레임 링크에 자력을 인가하는 마그넷을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 운동 보조 장치는, 동력을 생성하는 액츄에이터, 상기 액츄에이터에 연결되는 어퍼 프레임, 상기 어퍼 프레임으로부터 이격된 위치에 마련되는 로어 프레임, 상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 중 어느 하나의 프레임에 연결되는 베이스 링크, 상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 중 다른 하나의 프레임에 연결되는 프레임 플레이트와, 상기 프레임 플레이트로부터 연장 형성되고 상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 사이에 마련되는 프레임 바디와, 상기 프레임 바디로부터 연장 형성되고 상기 프레임 바디를 기준으로 상기 프레임 플레이트의 반대편에 마련되고 상기 베이스 링크의 적어도 일부를 수용하는 후크를 포함하는 프레임 링크 및 상기 베이스 링크에 연결되고, 상기 프레임 링크에 자력을 인가하는 마그넷을 포함할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 운동 보조 장치를 착용한 사용자의 모습을 도시하는 사시도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 어퍼 프레임, 로어 프레임, 베이스 링크 및 프레임 링크를 도시하는 측면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 샤프트가 프레임 링크를 지지하는 모습을 도시하는 사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 어퍼 프레임, 로어 프레임, 베이스 링크, 프레임 링크 및 마그넷을 도시하는 단면도이다.
도 5는 일 실시예에 따른 베이스 링크, 프레임 링크 및 마그넷을 도시하는 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 프레임 링크가 회전하는 모습을 도시하는 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 베이스 링크가 프레임 링크로부터 분리된 모습을 도시하는 단면도이다.
도 8은 일 실시예에 따른 운동 보조 장치가 사용자의 상박에 착용된 모습을 개략적으로 도시하는 측면도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 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 실시예가 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. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 실시예의 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 실시예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시예에 기재한 설명은 다른 실시예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 운동 보조 장치를 착용한 사용자의 모습을 도시하는 정면 사시도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 어퍼 프레임, 로어 프레임, 베이스 링크 및 프레임 링크를 도시하는 측면도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 샤프트가 프레임 링크를 지지하는 모습을 도시하는 사시도이고, 도 4는 일 실시예에 따른 어퍼 프레임, 로어 프레임, 베이스 링크, 프레임 링크 및 마그넷을 도시하는 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 운동 보조 장치(1)는, 사용자에 착용되어 사용자의 운동을 보조할 수 있다. 사용자는 인체, 동물 또는 로봇 등일 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다. 운동 보조 장치(1)는 하체 또는 상체 중 일부 관절의 운동을 보조할 수 있다. 예를 들어, 운동 보조 장치(1)는 고관절, 무릎 관절 및 발목 관절 중 적어도 하나 이상의 관절을 보조하는 방식으로 하체 운동을 보조할 수 있다. 예를 들어, 운동 보조 장치(1)는 어깨 관절, 팔꿈치 관절 및 손목 관절 중 적어도 하나 이상의 관절을 보조하는 방식으로 상체 운동을 보조할 수 있다. 운동 보조 장치(1)는 사용자의 하체 중 일부 관절의 운동을 보조하는 방식으로, 보행을 보조할 수 있다. 이하, 운동 보조 장치(1)가 사용자의 고관절 운동을 보조함으로써 보행을 보조하는 것을 기준으로 설명하나, 운동 보조 장치(1)의 착용 부위 및 타겟 관절은 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다. 운동 보조 장치(1)는 근위 지지부(91), 원위 지지부(92), 액츄에이터(93), 어퍼 프레임(94), 로어 프레임(95), 베이스 링크(11), 프레임 링크(12) 및 마그넷(13)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 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. 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 실시예에서, 근위 지지부(91) 및 원위 지지부(92)는 시상면(sagittal plane) 상에서 상대적인 움직임이 가능하다. 예를 들어, 사용자가 운동 보조 장치(1)를 착용한 상태에서, 고관절 굽힘(flexion) 또는 신장(extension)할 때, 원위 지지부(92)는 시상면 상에서 근위 지지부(91)에 대해서 상대적으로 회전할 수 있다.
일 실시예에서, 근위 지지부(91) 및 원위 지지부(92)는 관상면(frontal plane) 상에서 상대적인 움직임이 가능하다. 예를 들어, 사용자가 운동 보조 장치(1)를 착용한 상태에서, 고관절 내전(adduction) 또는 외전(abduction)할 때, 원위 지지부(92)는 관상면 상에서 근위 지지부(91)에 대해서 상대적으로 회전할 수 있다.
일 실시예에서, 로어 프레임(95) 및 원위 지지부(92)는 횡단면(transverse plane) 상에서 상대적인 움직임이 가능하다. 예를 들어, 사용자가 운동 보조 장치(1)를 착용한 상태에서, 허벅지를 회전시킬 경우, 원위 지지부(92)는 허벅지에 밀착한 상태로 허벅지와 함께 회전할 수 있다. 원위 지지부(92)는 로어 프레임(95)에 대해서 상대적으로 회전 가능하다. 이와 같은 구조에 따르면, 사용자의 착용감은 향상될 수 있다.
일 실시예에서, 액츄에이터(93)는 근위 지지부(91)에 연결되고 동력을 생성할 수 있다. 액츄에이터(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 실시예에서, 어퍼 프레임(94) 및 로어 프레임(95)은, 액츄에이터(93)에 의해 생성된 동력을 원위 지지부(92)로 전달할 수 있다. 예를 들어, 어퍼 프레임(94) 및 로어 프레임(95)은 사용자의 고관절 움직임을 보조할 수 있다. 어퍼 프레임(94)은 액츄에이터(93)에 탈착 가능하게 마련될 수 있다. 예를 들어, 어퍼 프레임(94)은 액츄에이터(93)의 외부 표면에 결합될 수 있다. 로어 프레임(95)은 어퍼 프레임(94)에 회전 가능하게 연결되고, 원위 지지부(92)에 연결될 수 있다. 로어 프레임(95)은 사용자의 원위 부분의 일부를 커버하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 로어 프레임(95)은 사용자의 허벅지의 일부를 커버할 수 있다. 로어 프레임(95)의 길이는 어퍼 프레임(94)의 길이보다 길 수 있다.
일 실시예에서, 액츄에이터(93)의 출력단이 일방향으로 회전할 경우, 어퍼 프레임(94) 및 로어 프레임(95)은, 액츄에이터(93)로부터 동력을 전달받아, 상기 동력을 원위 지지부(92)에 전달함으로써 고관절의 굽힘 운동을 보조할 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터(93)의 출력단이 시계 방향으로 회전할 경우, 어퍼 프레임(94) 및 로어 프레임(95)은 고관절의 굽힘 운동을 보조할 수 있다.
일 실시예에서, 액츄에이터(93)의 출력단이 일방향의 반대 방향으로 회전할 경우, 어퍼 프레임(94) 및 로어 프레임(95)은 액츄에이터(93)로부터 동력을 전달받아, 상기 동력을 원위 지지부(92)에 전달함으로써, 고관절의 신장 운동을 보조할 수 있다. 예를 들어, 액츄에이터(93)의 출력단이 반시계 방향으로 회전할 경우, 어퍼 프레임(94) 및 로어 프레임(95)은 고관절의 신장 운동을 보조할 수 있다.
일 실시예에서, 어퍼 프레임(94) 및 로어 프레임(95)이 고관절 운동을 보조하는 것으로 설명되나, 어퍼 프레임(94) 및 로어 프레임(95)의 기능은 이에 제한되지 않음을 밝혀 둔다. 예를 들어, 운동 보조 장치(1)가 상체 관절의 움직임을 보조하는데 사용될 경우, 어퍼 프레임(94) 및 로어 프레임(95)은 어깨 또는 팔꿈치 관절을 보조할 수 있다.
일 실시예에서, 어퍼 프레임(94) 및 로어 프레임(95)은, 서로 회전 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 어퍼 프레임(94) 및 로어 프레임(95)은, 베이스 링크(11) 및 프레임 링크(12)를 통해 서로 회전 가능하게 연결될 수 있다. 베이스 링크(11)는, 어퍼 프레임(94) 및 로어 프레임(95) 중 어느 하나의 프레임에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 베이스 링크(11)는 어퍼 프레임(94)에 연결될 수 있다. 프레임 링크(12)는, 어퍼 프레임(94) 및 로어 프레임(95) 중 다른 하나의 프레임에 연결될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 프레임 링크(12)는 로어 프레임(95)에 연결될 수 있다. 이하, 베이스 링크(11)는 어퍼 프레임(94)에 연결되고, 프레임 링크(12)는 로어 프레임(95)에 연결된 경우를 기준으로 설명하기로 한다. 베이스 링크(11)는, 어퍼 프레임(94) 및 로어 프레임(95)이 회전할 수 있는 회전 축을 구비할 수 있다. 베이스 링크(11)의 회전 축은 샤프트, 라운드 바와 같은 원기둥 형상을 가질 수 있다. 회전 축은 x축과 나란할 수 있다.
일 실시예에서, 프레임 링크(12)는 로어 프레임(95)에 연결될 수 있다. 프레임 링크(12)는 베이스 링크(11)에 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 프레임 링크(12)는 베이스 링크(11)의 원기둥 형상을 가진 구성 요소에 면 접촉한 상태를 유지하면서, 베이스 링크(11)에 대해 회전할 수 있다. 로어 프레임(95)은 어퍼 프레임(94)에 대해 회전할 수 있다. 로어 프레임(95)의 회전 방향은 신체로부터 멀어지는 방향 또는 신체에 가까워지는 방향일 수 있다. 여기서, 신체로부터 멀어지는 방향은 +y 방향이고, 신체에 가까워지는 방향은 -y 방향일 수 있다. 신체로부터 멀어지는 회전 방향은 시계 방향이고, 신체에 가까워지는 회전 방향은 반시계 방향일 수 있다.
일 실시예에서, 마그넷(13)은, 베이스 링크(11)에 연결되고 프레임 링크(12)에 자력을 인가할 수 있다. 마그넷(13)은 베이스 링크(11) 및 프레임 링크(12) 사이에 위치할 수 있다. 예를 들어, 마그넷(13)은 베이스 링크(11)의 회전 축 상에 위치할 수 있다. 마그넷(13)은 하나의 극만 가질 수 있다. 예를 들어, 마그넷(13)은 단극 전자석일 수 있다. 마그넷(13)은 베이스 링크(11)에 자력을 인가하지 않을 수 있다. 베이스 링크(11)는 자석에 붙지 않는 알루미늄과 같은 소재로 형성될 수 있다. 마그넷(13)은 프레임 링크(12)에 자력을 인가할 수 있다. 상기 자력은 인력일 수 있다. 프레임 링크(12)는 자석에 붙는 SUS430과 같은 소재로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 프레임 링크(12)가 회전하는 동안에, 마그넷(13)은 프레임 링크(12)에 인력을 인가할 수 있다. 프레임 링크(12)는, 마그넷(13) 또는 마그넷(13)을 감싸는 베이스 링크(11)에 접촉한 상태를 유지할 수 있다. 프레임 링크(12)가 회전하는 동안 회전 축은 일정하게 유지될 수 있다.
일 실시예에서, 프레임 링크(12)는 베이스 링크(11)로부터 이탈하지 않을 수 있다. 사용자가 급경사를 보행하는 등, 로어 프레임(95)에 갑작스러운 회전이 가해진 경우에, 원위 지지부(92)는 근위 지지부(91)로부터 분리되지 않을 수 있다. 원위 부분은 원위 지지부(92)에 의해 지지되고 보호될 수 있다. 베이스 링크(11)는 베이스 플레이트(111), 샤프트 암(112), 샤프트(113) 및 링크 홀(114)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 베이스 플레이트(111)는 어퍼 프레임(94)에 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 베이스 플레이트(111)는 어퍼 프레임(94)에 나사 결합될 수 있다. 베이스 플레이트(111)는 신체를 마주하는 어퍼 프레임(94)의 면에 연결될 수 있다. 샤프트 암(112)은 베이스 플레이트(111)로부터 로어 프레임(95)을 향해 연장 형성될 수 있다. 샤프트 암(112)은 나란한 한 쌍으로 마련될 수 있다. 샤프트 암(112)은 샤프트(113)를 지지할 수 있다.
일 실시예에서, 샤프트(113)는 프레임 링크(12)의 회전 축과 나란한 방향으로 샤프트 암(112)으로부터 연장 형성될 수 있다. 샤프트(113)의 적어도 일부는 원기둥 형상을 가질 수 있다. 샤프트(113)는 프레임 링크(12)를 지지할 수 있다. 프레임 링크(12)는 샤프트(113)에 면 접촉한 상태로 회전할 수 있다. 샤프트(113)에는 링크 홀(114)이 마련될 수 있다. 링크 홀(114)은 샤프트에 함몰 형성되고, 마그넷(13)을 수용할 수 있다. 마그넷(13)은 링크 홀(114)에 탈착 가능하게 수용될 수 있다.
일 실시예에서, 베이스 링크(11)에는 베이스 플레이트(111), 샤프트 암(112) 및 샤프트(113)에 의해 둘러싸인 홀이 존재할 수 있다. 샤프트(113) 및 베이스 플레이트(111) 사이에 공간이 존재할 수 있다. 프레임 링크(12)의 적어도 일부는 회전하는 동안 상기 홀을 통과할 수 있다. 프레임 링크(12)의 적어도 일부는 베이스 플레이트(111) 및 샤프트(113) 사이에 위치할 수 있다. 프레임 링크(12)는 회전하는 동안 베이스 플레이트(111)에 접촉하지 않을 수 있다. 프레임 링크(12)가 회전할 수 있는 각도는 증가할 수 있다. 샤프트(113)는 가이드 면(1131) 및 커팅 면(1132)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 가이드 면(1131)은 프레임 링크(12)에 면 접촉한 상태로 마련될 수 있다. 가이드 면(1131)은 곡면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 가이드 면(1131)은 원기둥의 일부 형상을 가질 수 있다. 가이드 면(1131)은 프레임 링크(12)의 회전 운동을 가이드할 수 있다. 커팅 면(1132)은 프레임 링크(12)로부터 이격된 상태로 마련될 수 있다. 커팅 면(1132)은 프레임 링크(12)에 접촉하지 않을 수 있다. 커팅 면(1132) 상에 링크 홀(114)이 형성될 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 베이스 링크, 프레임 링크 및 마그넷을 도시하는 단면도이고, 도 6은 일 실시예에 따른 프레임 링크가 회전하는 모습을 도시하는 단면도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 프레임 링크(12)는 프레임 플레이트(121), 프레임 바디(122) 및 후크(123)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 프레임 플레이트(121)는 로어 프레임에 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 예를 들어, 프레임 플레이트(121)는 로어 프레임에 나사 결합될 수 있다. 프레임 바디(122)는 프레임 플레이트(121)로부터 연장 형성되고, 어퍼 프레임과 로어 프레임 사이에 마련될 수 있다. 프레임 바디(122)는 곡면 형상을 가질 수 있다. 프레임 바디(122)는 어퍼 프레임 및 로어 프레임을 이격시킬 수 있다. 프레임 바디(122)가 굽은 정도에 따라, 어퍼 프레임 및 로어 프레임 사이의 간격은 변할 수 있다.
일 실시예에서, 반시계 방향으로 로어 프레임의 회전 각도가 커지는 경우에, 프레임 바디(122)는 베이스 링크(11)에 접촉하고, 프레임 링크(12)는 더 이상 반시계 방향으로 회전하지 않을 수 있다. 로어 프레임은 어퍼 프레임에 접촉하지 않을 수 있다. 로어 프레임 및 어퍼 프레임의 손상 또는 마모는 감소할 수 있다.
일 실시예에서, 후크(123)는 프레임 바디(122)로부터 연장 형성될 수 있다. 후크(123)는 프레임 바디(122)를 기준으로 프레임 플레이트(121)의 반대편에 마련될 수 있다. 후크(123)는 샤프트(113)를 수용할 수 있다. 후크(123)는 샤프트(113)를 감싸는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 후크(123) 및 프레임 바디(122)는 일체로 S자 형상을 가질 수 있다. 후크(123)의 일단은, 베이스 플레이트(111) 및 샤프트(113) 사이의 공간을 통과할 수 있다. 가이드 면(1131)은 후크(123)에 면 접촉할 수 있다. 가이드 면(1131)에 접촉하는 후크(123)의 내측면의 곡률은, 가이드 면(1131)의 곡률과 동일하거나 작을 수 있다. 후크(123)는 가이드 면(1131)에 면 접촉된 상태에서 회전할 수 있다. 가이드 면(1131)은 제 1 접촉 파트(1131a), 제 2 접촉 파트(1131b) 및 노출 파트(1131c)를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 제 1 접촉 파트(1131a)는, 프레임 링크(12) 중 베이스 플레이트(111) 및 샤프트(113) 사이의 공간을 통과한 부분을 지지할 수 있다. 제 2 접촉 파트(1131b)는 링크 홀(114)을 기준으로 제 1 접촉 파트(1131a)의 반대편에 마련되고, 프레임 링크(12)를 지지할 수 있다. 노출 파트(1131c)는 제 1 접촉 파트(1131a) 및 제2 접촉 파트(1131b) 사이에 마련되고, 후크(123)에 접촉하지 않을 수 있다. 어퍼 프레임과 로어 프레임이 나란히 연결된 상태에서, 제 1 접촉 파트(1131a) 및 제2 접촉 파트(1131b)는 후크(123)에 접촉할 수 있다. 프레임 링크(12)는 제 1 접촉 파트(1131a) 및 제 2 접촉 파트(1131b)에 의해 지지될 수 있다.
일 실시예에서, 프레임 링크(12)가 회전하는 동안, 마그넷(13)은 링크 홀(114) 내에 수용된 상태를 유지할 수 있다. 자력에 의해 프레임 링크(12)의 회전 축은 일정하게 유지될 수 있다. 프레임 링크(12)가 반시계 방향으로 특정한 각도 이상 회전한 경우에, 제 1 접촉 파트(1131a)는 후크(123)에 접촉하지 않을 수 있다. 후크(123)가 제 1 접촉 파트(1131a)로부터 이격된 상태에서, 제 2 접촉 파트(1131b)는 자력에 의해 후크(123)에 접촉한 상태가 유지될 수 있다.
일 실시예에서, 프레임 링크(12)가 시계 방향으로 특정한 각도 이상 회전한 경우에, 제 2 접촉 파트(1131b)는 후크(123)에 접촉하지 않을 수 있다. 프레임 링크(12)가 제 2 접촉 파트(1131b)로부터 이격된 상태에서, 제 1 접촉 파트(1131a)는 자력에 의해 후크(123)에 접촉한 상태가 유지될 수 있다.
일 실시예에서, 프레임 링크(12)가 시계 방향으로 회전하는 경우에, 후크(123)의 일단은 커팅 면(1132)에 접촉하지 않을 수 있다. 프레임 링크(12)는 시계 방향으로 계속 회전할 수 있다. 후크(123)의 일단이 커팅 면(1132)에 접촉함으로써 발생하는 베이스 링크(11) 및 프레임 링크(12)의 손상은 감소할 수 있다. 운동 보조 장치의 안전한 작동이 가능할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 베이스 링크가 프레임 링크로부터 분리된 모습을 도시하는 단면도이다.
도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 베이스 링크는 프레임 링크에 탈착 가능하게 연결될 수 있다. 후크(123)의 일단으로부터 프레임 바디(122)까지의 최소 거리(L)는, 샤프트(113)의 직경(D)보다 작을 수 있다. 후크(123)의 일단은, 베이스 플레이트 및 샤프트(113) 사이의 공간을 통과하는 부분일 수 있다. 제1 접촉 파트 및 제 2 접촉 파트가 후크를 지지하는 상태에서, 샤프트(113)는 프레임 바디(122) 및 후크(123)의 일단 사이를 통해 이탈하지 않을 수 있다.
일 실시예에서, 후크(123)가 제 1 접촉 파트로부터 이격된 상태에서, 샤프트(113) 및 마그넷(13)은, 프레임 바디(122) 및 후크(123)의 일단 사이를 통해 이탈할 수 있다. 예를 들어, 사용자는 A 방향으로 베이스 링크에 힘을 인가할 수 있다. 인가된 힘은, 마그넷(13)과 후크(123) 사이의 인력보다 클 수 있다. 후크(123)의 구조적인 변형 없이, 베이스 링크는 프레임 링크로부터 분리될 수 있다. 마그넷(13)이 손상 또는 마모된 경우에, 프레임 링크로부터 베이스 링크를 분리하여 마그넷(13)을 교체할 수 있다. 분리된 베이스 링크의 샤프트(113)는, 프레임 바디(122) 및 후크(123)의 일단 사이를 통과할 수 있다. 베이스 링크는 프레임 링크에 다시 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 마그넷을 포함하는 베이스 링크 및 프레임 링크의 구조는, 근위 부분과 원위 부분을 연결하는 어퍼 프레임 및 로어 프레임 사이에 적용되는 것에 제한되지 않고, 운동 보조 장치 내에서 상대적인 회전 운동이 가능한 구성 요소 사이에 적용될 수 있다.
도 8은 일 실시예에 따른 운동 보조 장치가 사용자의 상박에 착용된 모습을 개략적으로 도시하는 측면도이다.
도 8을 참조하면, 운동 보조 장치는 사용자(U)의 상박에 장착될 수 있다. 예를 들어, 운동 보조 장치의 원위 지지부(992)는 사용자(U)의 팔뚝을 전체적으로 감싸고 지지할 수 있다. 액츄에이터(993)는 사용자(U)의 어깨 부근에 마련될 수 있다. 어퍼 프레임(994)은 액츄에이터(993)에 연결될 수 있다. 로어 프레임(995)은 어퍼 프레임(994)에 연결되고 사용자(U)의 상박을 따라 배치될 수 있다.
일 실시예에 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 액츄에이터, 상기 액츄에이터에 연결되는 어퍼 프레임, 상기 원위 지지부에 연결되는 로어 프레임, 상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 중 어느 하나의 프레임에 연결되는 베이스 링크, 상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 중 다른 하나의 프레임에 연결되고, 상기 베이스 링크에 탈착 가능하게 연결되고, 상기 베이스 링크에 대해 회전 가능한 프레임 링크 및 상기 베이스 링크에 연결되고, 상기 프레임 링크에 자력을 인가하는 마그넷을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이스 링크는, 상기 어느 하나의 프레임에 탈착 가능하게 연결되는 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트로부터 상기 다른 하나의 프레임을 향해 연장 형성되는 샤프트 암, 상기 프레임 링크의 회전 축과 나란한 방향으로 상기 샤프트 암으로부터 연장 형성되는 샤프트 및 상기 샤프트에 함몰 형성되고, 상기 마그넷을 수용하는 링크 홀을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프레임 링크의 적어도 일부는 상기 베이스 플레이트 및 샤프트 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 샤프트는, 상기 프레임 링크에 면 접촉한 상태로 마련되는 가이드 면 및 상기 프레임 링크로부터 이격된 상태로 마련되는 커팅 면을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가이드 면은, 상기 프레임 링크 중 상기 베이스 플레이트 및 샤프트 사이의 공간을 통과한 부분을 지지 가능한 제 1 접촉 파트 및 상기 링크 홀을 기준으로 상기 제 1 접촉 파트의 반대편에 마련되고, 상기 프레임 링크를 지지 가능한 제 2 접촉 파트를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가이드 면은, 상기 제 1 접촉 파트 및 제 2 접촉 파트 사이에 마련되고, 상기 프레임 링크에 접촉하지 않는 노출 파트를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프레임 링크가 상기 제 1 접촉 파트 및 제2 접촉 파트 중 어느 하나의 접촉 파트로부터 이격된 상태에서, 상기 제 1 접촉 파트 및 제 2 접촉 파트 중 다른 하나의 접촉 파트는 상기 마그넷의 자력에 의해 상기 프레임 링크에 면 접촉된 상태로 유지될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프레임 링크는, 상기 다른 하나의 프레임에 탈착 가능하게 연결되는 프레임 플레이트, 상기 프레임 플레이트로부터 연장 형성되고 상기 어퍼 프레임과 로어 프레임 사이에 마련되는 프레임 바디 및 상기 프레임 바디로부터 연장 형성되고, 상기 프레임 바디를 기준으로 상기 프레임 플레이트의 반대편에 마련되고, 상기 샤프트를 수용하는 후크를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가이드 면은 상기 후크에 면 접촉할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 후크의 일단으로부터 상기 프레임 바디까지 최소 거리는, 상기 샤프트의 직경보다 작을 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프레임 링크가 상기 제 1 접촉 파트로부터 이격된 상태에서, 상기 샤프트 및 마그넷은 상기 후크의 일단 및 상기 프레임 바디 사이를 통해 이탈 가능할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 마그넷은, 상기 베이스 링크 및 프레임 링크 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예에 따른 운동 보조 장치는, 동력을 생성하는 액츄에이터, 상기 액츄에이터에 연결되는 어퍼 프레임, 상기 어퍼 프레임으로부터 이격된 위치에 마련되는 로어 프레임, 상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 중 어느 하나의 프레임에 연결되는 베이스 링크, 상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 중 다른 하나의 프레임에 연결되는 프레임 플레이트와, 상기 프레임 플레이트로부터 연장 형성되고 상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 사이에 마련되는 프레임 바디와, 상기 프레임 바디로부터 연장 형성되고 상기 프레임 바디를 기준으로 상기 프레임 플레이트의 반대편에 마련되고 상기 베이스 링크의 적어도 일부를 수용하는 후크를 포함하는 프레임 링크 및 상기 베이스 링크에 연결되고, 상기 프레임 링크에 자력을 인가하는 마그넷을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 베이스 링크는, 상기 어느 하나의 프레임에 탈착 가능하게 연결되는 베이스 플레이트, 상기 베이스 플레이트로부터 상기 다른 하나의 프레임을 향해 연장 형성되는 샤프트 암, 상기 프레임 링크의 회전 축과 나란한 방향으로 상기 샤프트 암으로부터 연장 형성되고 상기 프레임 링크를 지지하는 샤프트 및 상기 샤프트에 함몰 형성되고, 상기 마그넷을 수용하는 링크 홀을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 샤프트는, 상기 프레임 링크에 면 접촉한 상태로 마련되는 가이드 면 및 상기 프레임 링크로부터 이격된 상태로 마련되는 커팅 면을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 가이드 면은, 상기 프레임 링크 중 상기 베이스 플레이트 및 샤프트 사이의 공간을 통과한 부분을 지지 가능한 제 1 접촉 파트 및 상기 링크 홀을 기준으로 상기 제 1 접촉 파트의 반대편에 마련되고, 상기 프레임 링크를 지지 가능한 제 2 접촉 파트를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 프레임 링크가 상기 제 1 접촉 파트 및 제2 접촉 파트 중 어느 하나의 접촉 파트로부터 이격된 상태에서, 상기 제 1 접촉 파트 및 제 2 접촉 파트 중 다른 하나의 접촉 파트는 상기 마그넷의 자력에 의해 상기 프레임 링크에 면 접촉된 상태로 유지될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 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 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.

Claims (17)

  1. 사용자의 근위 부분을 지지하기 위한 근위 지지부;
    상기 사용자의 원위 부분을 지지하기 위한 원위 지지부;
    상기 근위 지지부에 연결되고, 동력을 생성하는 액츄에이터;
    상기 액츄에이터에 연결되는 어퍼 프레임;
    상기 원위 지지부에 연결되는 로어 프레임;
    상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 중 어느 하나의 프레임에 연결되는 베이스 링크;
    상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 중 다른 하나의 프레임에 연결되고, 상기 베이스 링크에 탈착 가능하게 연결되고, 상기 베이스 링크에 대해 회전 가능한 프레임 링크; 및
    상기 베이스 링크에 연결되고, 상기 프레임 링크에 자력을 인가하는 마그넷을 포함하는, 운동 보조 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베이스 링크는,
    상기 어느 하나의 프레임에 탈착 가능하게 연결되는 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트로부터 상기 다른 하나의 프레임을 향해 연장 형성되는 샤프트 암;
    상기 프레임 링크의 회전 축과 나란한 방향으로 상기 샤프트 암으로부터 연장 형성되는 샤프트; 및
    상기 샤프트에 함몰 형성되고, 상기 마그넷을 수용하는 링크 홀을 포함하는 운동 보조 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 프레임 링크의 적어도 일부는 상기 베이스 플레이트 및 샤프트 사이에 위치하는 운동 보조 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 샤프트는,
    상기 프레임 링크에 면 접촉한 상태로 마련되는 가이드 면; 및
    상기 프레임 링크로부터 이격된 상태로 마련되는 커팅 면을 포함하는 운동 보조 장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 가이드 면은,
    상기 프레임 링크 중 상기 베이스 플레이트 및 샤프트 사이의 공간을 통과한 부분을 지지 가능한 제 1 접촉 파트; 및
    상기 링크 홀을 기준으로 상기 제 1 접촉 파트의 반대편에 마련되고, 상기 프레임 링크를 지지 가능한 제 2 접촉 파트를 포함하는 운동 보조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 가이드 면은,
    상기 제 1 접촉 파트 및 제 2 접촉 파트 사이에 마련되고, 상기 프레임 링크에 접촉하지 않는 노출 파트를 포함하는 운동 보조 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 프레임 링크가 상기 제 1 접촉 파트 및 제2 접촉 파트 중 어느 하나의 접촉 파트로부터 이격된 상태에서, 상기 제 1 접촉 파트 및 제 2 접촉 파트 중 다른 하나의 접촉 파트는 상기 마그넷의 자력에 의해 상기 프레임 링크에 면 접촉된 상태로 유지되는, 운동 보조 장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 프레임 링크는,
    상기 다른 하나의 프레임에 탈착 가능하게 연결되는 프레임 플레이트;
    상기 프레임 플레이트로부터 연장 형성되고 상기 어퍼 프레임과 로어 프레임 사이에 마련되는 프레임 바디; 및
    상기 프레임 바디로부터 연장 형성되고, 상기 프레임 바디를 기준으로 상기 프레임 플레이트의 반대편에 마련되고, 상기 샤프트를 수용하는 후크를 포함하는, 운동 보조 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 가이드 면은 상기 후크에 면 접촉하는, 운동 보조 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 후크의 일단으로부터 상기 프레임 바디까지 최소 거리는, 상기 샤프트의 직경보다 작은, 운동 보조 장치.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 프레임 링크가 상기 제 1 접촉 파트로부터 이격된 상태에서, 상기 샤프트 및 마그넷은 상기 후크의 일단 및 상기 프레임 바디 사이를 통해 이탈 가능한, 운동 보조 장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 마그넷은, 상기 베이스 링크 및 프레임 링크 사이에 위치하는 운동 보조 장치.
  13. 동력을 생성하는 액츄에이터;
    상기 액츄에이터에 연결되는 어퍼 프레임;
    상기 어퍼 프레임으로부터 이격된 위치에 마련되는 로어 프레임;
    상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 중 어느 하나의 프레임에 연결되는 베이스 링크;
    상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 중 다른 하나의 프레임에 연결되는 프레임 플레이트와, 상기 프레임 플레이트로부터 연장 형성되고 상기 어퍼 프레임 및 로어 프레임 사이에 마련되는 프레임 바디와, 상기 프레임 바디로부터 연장 형성되고 상기 프레임 바디를 기준으로 상기 프레임 플레이트의 반대편에 마련되고 상기 베이스 링크의 적어도 일부를 수용하는 후크를 포함하는 프레임 링크; 및
    상기 베이스 링크에 연결되고, 상기 프레임 링크에 자력을 인가하는 마그넷을 포함하는, 운동 보조 장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 베이스 링크는,
    상기 어느 하나의 프레임에 탈착 가능하게 연결되는 베이스 플레이트;
    상기 베이스 플레이트로부터 상기 다른 하나의 프레임을 향해 연장 형성되는 샤프트 암;
    상기 프레임 링크의 회전 축과 나란한 방향으로 상기 샤프트 암으로부터 연장 형성되고 상기 프레임 링크를 지지하는 샤프트; 및
    상기 샤프트에 함몰 형성되고, 상기 마그넷을 수용하는 링크 홀을 포함하는, 운동 보조 장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 샤프트는,
    상기 프레임 링크에 면 접촉한 상태로 마련되는 가이드 면; 및
    상기 프레임 링크로부터 이격된 상태로 마련되는 커팅 면을 포함하는 운동 보조 장치.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 가이드 면은,
    상기 프레임 링크 중 상기 베이스 플레이트 및 샤프트 사이의 공간을 통과한 부분을 지지 가능한 제 1 접촉 파트; 및
    상기 링크 홀을 기준으로 상기 제 1 접촉 파트의 반대편에 마련되고, 상기 프레임 링크를 지지 가능한 제 2 접촉 파트를 포함하는 운동 보조 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 프레임 링크가 상기 제 1 접촉 파트 및 제2 접촉 파트 중 어느 하나의 접촉 파트로부터 이격된 상태에서, 상기 제 1 접촉 파트 및 제 2 접촉 파트 중 다른 하나의 접촉 파트는 상기 마그넷의 자력에 의해 상기 프레임 링크에 면 접촉된 상태로 유지되는, 운동 보조 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20240040637A (ko) * 2022-09-20 2024-03-28 삼성전자주식회사 체결 알림 기능을 갖는 링크를 포함하는 운동 보조 장치

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