KR20230165597A - 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시예에 따른 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇은, 사용자의 보행 동작을 보조하기 위해서 상기 사용자의 몸체에 착용되는 로봇 본체, 상기 로봇 본체에 상단부가 회전 가능하게 연결되고 상기 사용자의 다리를 향해 하단부가 길게 연장되는 다리 연동 부재, 상기 다리 연동 부재의 하단부 일측에 일단부가 회전 가능하게 연결되고 상기 사용자의 보행시 상기 사용자의 다리 전면부에 착용되는 제1 착용부재, 상기 다리 연동 부재의 하단부 타측에 일단부가 회전 가능하게 연결되고 상기 사용자의 보행시 상기 사용자의 다리 후면부에 착용되는 제2 착용부재, 및 상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재를 상기 사용자의 다리에 고정시키도록 상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재에 마련된 고정 부재를 포함한다. 이때, 상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재는, 상기 사용자의 다리를 중심으로 서로 반대방향으로 회전시키도록 상기 다리 연동 부재의 하단부에 연동 가능하게 마련될 수 있다.
Description
본 발명은 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇에 관한 것으로서, 더 상세하게는 사용자의 보행을 원활하게 보조할 수 있고, 사용자의 보행 보조시 사용자의 다리 힘을 안정적으로 측정할 수 있는 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇에 관한 것이다.
일반적으로, 웨어러블 로봇은 사용자의 몸체에 장착하는 형태의 로봇으로서, 사용자가 여러 동작을 수행하는 과정에서 사용자의 의도를 파악하여 힘을 보조하거나 지원하는 기능을 수행한다.
상기와 같은 웨어러블 로봇은, 노약자 또는 장애인 등과 같은 사용자의 활동을 보조하거나, 산업 현장에서 중량물을 처리하는 작업을 보조하거나, 또는 군수 분야에서 중량물을 운반하거나 정찰하는 일 등에 활용할 수 있다.
최근의 웨어러블 로봇은 사용자의 몸체와 팔이나 다리 등에 착용하는 외골격 로봇의 형태로 제공되고 있다. 외골격 타입의 웨어러블 로봇은, 로봇의 팔이나 다리에 구동기를 장착하여 사용자의 보행을 보조하고 힘을 증폭한다. 즉, 외골격 타입의 웨어러블 로봇은, 사용자의 신체적 한계를 극복하고 자세를 잡아주며, 민첩하게 동작을 수행하는 데 도움을 준다. 또한, 외골격 타입의 웨어러블 로봇은, 문제가 생길 외부 충격이나 힘 등을 미연에 방지하는 역할도 수행하고 있다.
특히, 웨어러블 로봇의 다리 착용 구조는, 사용자의 다리에 안정적으로 착용하기 위한 형태로 설계되어야만 한다. 최근에는 사용자의 보행 상태를 실시간으로 측정하기 위하여 센서를 웨어러블 로봇의 다리 착용 구조에 추가하고 있으며, 그 센서의 측정값을 이용하여 사용자의 보행 상태를 실시간으로 확인 및 보조하고 있다.
하지만, 기존 웨어러블 로봇의 다리 착용 구조는, 사용자의 보행시 한쪽 방향으로만 작용되는 큰 다리 힘으로 인하여 비정상적으로 뒤틀리거나 정위치에서 이탈되는 단점이 있으며, 뿐만 아니라 사용자의 다리 힘이 센서에 정확하게 전달되지 못하여 사용자의 보행 상태를 정확하게 확인할 수 없는 단점도 있다.
이를 해소하기 위하여, 웨어러블 로봇의 다리 착용 구조를 구조적으로 보강하거나 재료의 강도와 두께를 높일 수 있으나, 이는 웨어러블 로봇의 제조 비용과 무게를 증가시키는 문제점이 있다. 또한, 웨어러블 로봇의 다리 착용 구조에 설치되는 센서의 성능과 개수를 높일 수 있으나, 이는 센서의 설치 비용을 증가시키는 문제점도 있다.
따라서, 최근에는 웨어러블 로봇의 다리 착용 구조를 개선하여 사용자의 보행시 다리의 착용성과 구조 안정성을 확보하면서 다리 힘의 측정 효율을 간편하게 확보하기 위한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 관련 선행기술문헌으로는 한국공개특허 제10-2012-0053894호 (발명의 명칭: 착용식 로봇 구조, 공개일: 2012.05.29), 및 한국등록특허 제10-2119536호 (발명의 명칭: 착용형 로봇 및 그 제어 방법, 등록일: 2020.06.01)가 있다.
본 발명의 실시예는, 사용자의 다리에 쉽고 간편하게 착용시킬 수 있고, 사용자의 보행시 작용되는 다리 힘에 의한 구조 변형을 미연에 방지하여 구조적 안정성을 확보할 수 있는 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇을 제공한다.
또한, 본 발명의 실시예는, 사용자의 보행시 다리 힘을 안정적으로 측정할 수 있고, 사용자의 다리 힘을 정확하게 측정하여 사용자의 보행을 최적으로 보조할 수 있는 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇을 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따르면, 사용자의 보행 동작을 보조하기 위해서 상기 사용자의 몸체에 착용되는 로봇 본체, 상기 로봇 본체에 상단부가 회전 가능하게 연결되고 상기 사용자의 다리를 향해 하단부가 길게 연장되는 다리 연동 부재, 상기 다리 연동 부재의 하단부 일측에 일단부가 회전 가능하게 연결되고 상기 사용자의 보행시 상기 사용자의 다리 전면부에 착용되는 제1 착용부재, 상기 다리 연동 부재의 하단부 타측에 일단부가 회전 가능하게 연결되고 상기 사용자의 보행시 상기 사용자의 다리 후면부에 착용되는 제2 착용부재, 및 상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재를 상기 사용자의 다리에 고정시키도록 상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재에 마련된 고정 부재를 포함하는 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇을 제공한다.
상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재는, 상기 사용자의 다리를 중심으로 서로 반대방향으로 회전시키도록 상기 다리 연동 부재의 하단부에 연동 가능하게 마련될 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재의 일단부는, 상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재를 반대방향으로 회전시키도록 서로 간에 기어 구조로 연동 가능하게 연결될 수 있다. 그로 인하여, 상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재는, 상기 다리 연동 부재의 하단부를 중심으로 서로 벌어지거나 모아지는 방향으로 회전될 수 있다.
여기서, 상기 제1 착용부재는, 상기 다리 연동 부재의 하단부 일측에 회전 가능하게 연결된 제1 축연결부, 상기 제1 축연결부에서 길게 연장되어 상기 다리 전면부를 감싸는 형상으로 형성된 제1 착용부, 및 상기 제1 축연결부의 외주에 마련된 제1 기어부를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제2 착용부재는, 상기 다리 연동 부재의 하단부 타측에 회전 가능하게 연결된 제2 축연결부, 상기 제2 축연결부에서 길게 연장되어 상기 다리 후면부를 감싸는 형상으로 형성된 제2 착용부, 및 상기 제2 축연결부의 외주에 마련되고, 상기 제1 기어부와 결합된 제2 기어부를 포함할 수 있다.
한편, 상기 고정 부재는, 상기 제1 착용부와 상기 제2 착용부를 상기 사용자의 다리에 착용된 상태로 고정시키도록 상기 제1 착용부와 상기 제2 착용부에 결속 가능한 형태로 마련된 결속 벨트로 제공될 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 일실시예에 따른 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇은, 상기 제1 착용부재에 전방으로 작용되는 상기 사용자의 다리 힘을 측정하도록 상기 제1 착용부재의 내측면에 배치된 제1 힘측정 센서, 및 상기 제2 착용부재에 후방으로 작용되는 상기 사용자의 다리 힘을 측정하도록 상기 제2 착용부재의 내측면에 배치된 제2 힘측정 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재의 내측면에는, 상기 제1 힘측정 센서 또는 상기 제2 힘측정 센서를 부착시키기 위한 센서 설치면이 서로 마주보게 형성될 수 있다. 이때, 상기 센서 설치면은 상기 사용자의 다리에 대해 평탄한 형상으로 마련될 수 있다.
바람직하게, 본 발명의 일실시예에 따른 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇은, 상기 제1 힘측정 센서와 상기 제2 힘측정 센서에 전기적으로 연결되는 센서 전선부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 착용부와 상기 제2 착용부의 내측면 또는 상기 고정 부재의 내측면 중 어느 하나에는, 상기 센서 전선부가 관통되게 수용되기 위한 포켓부가 마련될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 사용자의 보행 동작을 보조하기 위해서 상기 사용자의 몸체에 착용되는 로봇 본체, 상기 로봇 본체에 상단부가 회전 가능하게 연결되고 상기 사용자의 다리를 향해 하단부가 길게 연장되는 다리 연동 부재, 상기 다리 연동 부재의 하단부 일측에 일단부가 회전 가능하게 연결되고 상기 사용자의 보행시 상기 사용자의 다리 전면부에 착용되는 제1 착용부재, 상기 다리 연동 부재의 하단부 타측에 일단부가 회전 가능하게 연결되고 상기 사용자의 보행시 상기 사용자의 다리 후면부에 착용되는 제2 착용부재, 상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재를 상기 사용자의 다리에 고정시키도록 상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재에 마련된 고정 부재, 상기 제1 착용부재에 전방으로 작용되는 상기 사용자의 다리 힘을 측정하도록 상기 제1 착용부재의 내측면에 배치된 제1 힘측정 센서, 및 상기 제2 착용부재에 후방으로 작용되는 상기 사용자의 다리 힘을 측정하도록 상기 제2 착용부재의 내측면에 배치된 제2 힘측정 센서를 포함하는 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇을 제공한다.
여기서, 상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재의 내측면에는, 상기 제1 힘측정 센서 또는 상기 제2 힘측정 센서를 부착시키기 위한 센서 설치면이 서로 마주보게 형성될 수 있다. 이때, 상기 센서 설치면은 상기 사용자의 다리에 대해 평탄한 형상으로 마련될 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇은, 상기 제1 힘측정 센서와 상기 제2 힘측정 센서에 전기적으로 연결되는 센서 전선부를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 착용부와 상기 제2 착용부의 내측면 또는 상기 고정 부재의 내측면 중 어느 하나에는, 상기 센서 전선부가 관통되게 수용되기 위한 포켓부가 마련될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇은, 제1 착용부재와 제2 착용부재를 다리 연동 부재의 하단부에 연동 가능하게 마련하여 사용자의 보행시 사용자의 다리 전면부와 다리 후면부에 각각 착용시키되, 사용자의 다리를 중심으로 서로 반대방향으로 회전하는 구조로 마련되므로, 제1 착용부재와 제2 착용부재를 반대방향으로 벌려서 사용자의 다리를 넣은 후 다시 반대방향으로 오므리는 간단한 방식으로 사용자의 다리에 쉽게 착용시킬 수 있다. 이때, 사용자의 다리에 착용된 제1 착용부재와 제2 착용부재를 고정 부재로 고정시킨 상태에서 사용자의 보행을 위한 다리 힘이 제1 착용부재 또는 제2 착용부재에 작용할 경우, 제1 착용부재와 제2 착용부재가 다리 힘에 의해 서로 반대방향으로 벌려지는 것을 고정 부재로 지탱하는 구조이기 때문에 제1 착용부재와 제2 착용부재가 다리 힘의 작용 방향으로 회전하면서 비정상적인 구조 변형을 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇은, 다리 연동 부재의 하단부에 회전 가능하게 연결되는 제1 착용부재와 제2 착용부재의 일단부를 서로 간에 기어 구조로 연동 가능하게 연결한 구조이므로, 제1 착용부재와 제2 착용부재의 일단부를 기어 구조로 연결하는 간단한 구조 변경을 통하여 제1 착용부재와 제2 착용부재를 벌리거나 모으는 방향으로 회전시키는 구조를 간편하게 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇은, 제1 착용부재와 제2 착용부재의 내측면에 형성된 제1,2 센서 설치면에 제1,2 힘측정 센서를 각각 설치한 구조이므로, 제1,2 힘측정 센서를 평탄한 구조의 제1,2 센서 설치면에 설치하여 사용자의 다리에 안정적으로 밀착시킬 수 있고, 사용자의 보행시 사용자의 다리와 제1,2 힘측정 센서 사이에 공극이 발생되는 문제를 미연에 방지할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇은, 제1 착용부재와 제2 착용부재에 설치된 제1,2 힘측정 센서에 전기적으로 연결되는 센서 전선부를 더 포함하되, 센서 전선부는 제1,2 착용부재 또는 고정 부재 중 어느 하나의 내측면에 마련된 포켓부의 내부에 배치한 구조이므로, 센서 전선부가 외부로 노출되지 않고 포켓부에 의해 보호를 받을 수 있기 때문에 센서 전선부가 외부 충격 및 마찰에 따라 손상되는 문제를 미연에 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇이 개략적으로 도시된 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 웨어러블 로봇의 다리 착용 모듈을 나타낸 도면이다.
도 3과 도 4는 도 2에 도시된 다리 착용 모듈의 주요부를 서로 다른 방향에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3과 도 4에 도시된 다리 착용 모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 제1,2 착용부재를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 2에 도시된 A-A선에 따른 단면을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 다리 착용 모듈에 다리 힘이 작용될 경우의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 2에 도시된 제1,2 기어부가 생략된 다리 착용 모듈에 다리 힘이 작용될 경우의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 웨어러블 로봇의 다리 착용 모듈을 나타낸 도면이다.
도 3과 도 4는 도 2에 도시된 다리 착용 모듈의 주요부를 서로 다른 방향에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다.
도 5는 도 3과 도 4에 도시된 다리 착용 모듈의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5에 도시된 제1,2 착용부재를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 2에 도시된 A-A선에 따른 단면을 나타낸 도면이다.
도 8은 도 2에 도시된 다리 착용 모듈에 다리 힘이 작용될 경우의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 9는 도 2에 도시된 제1,2 기어부가 생략된 다리 착용 모듈에 다리 힘이 작용될 경우의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
이하에서, 본 발명에 따른 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇(100)이 개략적으로 도시된 도면이고, 도 2는 도 1에 도시된 웨어러블 로봇(100)의 다리 착용 모듈(200)을 나타낸 도면이며, 도 3과 도 4는 도 2에 도시된 다리 착용 모듈(200)의 주요부를 서로 다른 방향에서 바라본 모습을 나타낸 도면이다. 도 5는 도 3과 도 4에 도시된 다리 착용 모듈(200)의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 도 5에 도시된 제1,2 착용부재(130, 140)를 나타낸 사시도이며, 도 7은 도 2에 도시된 A-A선에 따른 단면을 나타낸 도면이다. 도 8은 도 2에 도시된 다리 착용 모듈(200)에 다리 힘이 작용될 경우의 작동 상태를 나타낸 도면이고, 도 9는 도 2에 도시된 제1,2 기어부(136, 146)가 생략된 다리 착용 모듈(200)에 다리 힘(F)이 작용될 경우의 작동 상태를 나타낸 도면이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇(100)은, 로봇 본체(110) 및 다리 착용 모듈(200)를 포함할 수 있다.
본 실시예의 웨어러블 로봇(100)은, 외골격 타입의 로봇 구조로 제작될 수 있으며, 사용자(H)의 보행 동작을 보조하도록 사용자(H)의 몸체와 다리에 착용될 수 있다. 특히, 본 실시예의 웨어러블 로봇(100)은 동력을 이용하여 사용자(H)의 보행을 능동적으로 보조할 수 있다.
또한, 본 실시예의 웨어러블 로봇(100)에서는, 설명의 편의를 위하여 다리 착용 모듈(200)이 사용자(H)의 허벅지에 착용되는 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 사용자(H)의 종아리에 착용되거나 사용자(H)의 허벅지와 종아리에 모두 착용되는 것도 가능하다.
또한, 본 실시예의 웨어러블 로봇(100)에서는, 다리 착용 모듈(200)의 상단부가 로봇 본체(110)의 좌측부와 우측부에 각각 회전 가능하게 연결될 수 있다. 상기와 같은 다리 착용 모듈(200)은 사용자(H)의 보행시 로봇 본체(110)와의 연결 부위를 중심으로 전후 방향을 따라 반복적으로 회전 운동할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 실시예의 로봇 본체(110)는, 사용자(H)의 보행 동작을 보조하기 위해서 사용자(H)의 몸체에 착용될 수 있다. 즉, 로봇 본체(110)는, 사용자(H)의 허리 부위와 고관절 부위에 착용되는 벨트 구조로 마련되거나, 사용자(H)의 어깨 부위에 착용되는 멜빵 구조로 마련될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 로봇 본체(110)가 벨트 구조로 마련된 것으로 설명한다.
예를 들면, 로봇 본체(110)는, 사용자(H)의 허리 부위와 고관절 부위에 착용되는 벨트 구조의 몸체 착용부(112), 및 몸체 착용부(112)의 양측부에 각각 배치되어 다리 착용 모듈과 연결되는 보행보조기(114)를 포함할 수 있다.
상기와 같은 보행보조기(114)는 다리 착용 모듈(200)의 상단부를 회전 가능하게 지지하도록 형성될 수 있다. 특히, 본 실시예의 보행보조기(114)에는, 다리 착용 모듈(200)에 동력을 제공하기 위한 동력 제공부(미도시)가 필요에 따라 마련될 수도 있다. 그로 인하여, 보행보조기(114)는 동력 제공부의 동력을 이용하여 사용자(H)의 보행을 능동적으로 보조하는 것도 가능하다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 실시예의 다리 착용 모듈(200)은 사용자(H)의 다리에 착용되는 모듈로서, 사용자(H)의 보행시 사용자(H)의 다리와 함께 전후 방향(D1, D2)으로 반복적으로 왕복 운동될 수 있다. 이때, 본 실시예의 다리 착용 모듈(200)은, 사용자(H)의 우측 다리에 착용되는 우측 다리 모듈(210), 및 사용자(H)의 좌측 다리에 착용되는 좌측 다리 모듈(220)로 제공될 수 있다.
상기와 같은 다리 착용 모듈(200)은 보행보조기(114)와의 연결부를 중심으로 회전될 수 있다. 여기서, 다리 착용 모듈(200)은, 보행보조기(114)의 동력을 전달받아서 사용자(H)의 다리 근력을 지원하거나, 또는 다리 착용 모듈(200)에 설치된 힘측정 센서(160, 170)를 이용하여 사용자(H)의 보행시 사용자(H)가 다리 착용 모듈(200)에 작용하는 다리 힘(F)을 정확하게 측정할 수 있다. 힘측정 센서(160, 170)에 측정된 사용자(H)의 다리 힘(F)을 데이터 베이스화함으로써, 사용자(H)의 보행 상태를 분석하거나 사용자(H)의 보행을 보조하기 위한 방안을 도출하는데 활용할 수 있다.
예를 들면, 본 실시예의 다리 착용 모듈(200)은 다리 연동 부재(120), 제1 착용부재(130), 제2 착용부재(140), 및 고정 부재(150)를 포함할 수 있다.
이때, 다리 연동 부재(120)와 제1 착용부재(130) 및 제2 착용부재(140)는 경질의 고강도 소재로 형성될 수 있고, 고정 부재(150)는 탄성력이 매우 적거나 없는 유연성 소재로 형성될 수 있다. 하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 다리 연동 부재(120), 제1 착용부재(130), 제2 착용부재(140) 및 고정 부재(150)는 다양한 소재로 제조하는 것이 가능하다.
도 1 내지 도 6를 참조하면, 본 실시예의 다리 연동 부재(120)는 로봇 본체(110)의 보행보조기(114)에서 하측으로 길게 연장된 로드 형상으로 마련될 수 있다. 상기와 같은 다리 연동 부재(120)는 사용자(H)의 보행시 사용자(H)의 다리와 함께 연동될 수 있다.
여기서, 다리 연동 부재(120)의 상단부는 로봇 본체(110)의 보행보조기(114)에 회전 가능하게 연결될 수 있고, 다리 연동 부재(120)의 하단부는 사용자(H)의 다리의 허벅지를 향해 길게 연장될 수 있다.
한편, 다리 연동 부재(120)의 하단부에는, 상단 지지대(122)가 수평 방향으로 연결될 수 있고, 하단 지지대(124)가 상단 지지대(122)의 하측으로 이격된 위치에 상단 지지대(122)와 나란하게 배치될 수 있으며, 제1 회전축(126)과 제2 회전축(128)의 양단이 상단 지지대(122)와 하단 지지대(124)에 각각 연결될 수 있다.
제1 회전축(126)과 제2 회전축(128)은, 상단 지지대(122)와 하단 지지대(124) 사이에 다리 연동 부재(120)의 길이 방향으로 배치되되, 서로 이격된 위치에 평행하게 배치될 수 있다. 제1 회전축(126)에는 후술하는 제1 착용부재(130)의 제1 축연결부(132)가 회전 가능하게 연결될 수 있고, 제2 회전축(128)에는 후술하는 제2 착용부재(140)의 제2 축연결부(142)가 회전 가능하게 연결될 수 있다.
도 2 내지 도 6를 참조하면, 본 실시예의 제1 착용부재(130)는, 사용자(H)의 보행시 사용자(H)의 다리 전면부(H1)에 착용되는 부재로서, 다리 연동 부재(120)의 하단부 일측에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 일례로, 제1 착용부재(130)의 일단부는 다리 연동 부재(120)의 하단부에 마련된 제1 회전축(126)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.
상기와 같은 제1 착용부재(130)는, 사용자(H)의 다리를 중심으로 제2 착용부재(140)와 반대방향으로 회전 연동되는 구조로 다리 연동 부재(120)의 하단부에 마련될 수 있다. 이를 위하여, 본 실시예에서는 제1 착용부재(130)의 일단부가 제2 착용부재(140)의 일단부에 기어 구조로 연동 가능하게 연결된 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 웨어러블 로봇(100)의 다리 착용 구조에 대한 설계 조건 및 상황에 따라 다양한 구조를 적용할 수도 있다. 즉, 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)의 일단부는 연동 벨트 또는 연동 와이어, 연동 링크 등에 의해 연동 가능하게 연결될 수도 있다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 착용부재(130)는, 다리 연동 부재(120)의 하단부 일측에 마련된 제1 회전축(126)에 회전 가능하게 연결된 제1 축연결부(132), 제1 축연결부(132)에서 길게 연장되어 다리 전면부(H1)를 감싸는 형상으로 형성된 제1 착용부(134), 및 제1 축연결부(132)의 외주에 마련된 제1 기어부(136)를 포함할 수 있다.
제1 축연결부(132)의 중심부에는 제1 회전축(126)이 관통되게 배치되기 위한 축홀이 형성될 수 있다. 상기와 같은 제1 축연결부(132)는 제1 회전축(126)의 외주를 감싸는 원형 파이프 구조로 마련될 수 있다.
제1 착용부(134)는 사용자(H)의 다리 전면부(H1)를 감싸도록 제1 축연결부(132)에서 사용자(H)의 다리 전면부(H1)를 따라 원호 형상으로 굴곡되게 연장될 수 있다. 제1 착용부(134)는 제1 축연결부(132)에 일체로 연결되어 제1 축연결부(132)와 함께 회전 작동될 수 있다. 즉, 제1 착용부(134)는, 사용자(H)의 보행시 사용자(H)의 다리 전면부(H1)에 밀착되게 배치될 수 있고, 사용자(H)의 보행 종료시 사용자(H)의 다리 전면부(H1)에서 전방으로 이격된 위치로 회전 이동될 수 있다. 상기와 같은 제1 착용부(134)에는 후술하는 고정 부재(150)의 결속 벨트(152)가 끼워지기 위한 제1 벨트 끼움홀(135)이 형성될 수 있다.
제1 기어부(136)는 제1 축연결부(132)의 외주면에 둘레를 따라 평기어 형상으로 마련될 수 있다. 상기와 같은 제1 기어부(136)는 평기어 형상이 아닌 헬리컬 기어 형상이나 스크류 기어 형상으로도 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 제1 기어부(136)가 평기어 형상으로 마련된 것으로 설명한다.
도 2 내지 도 6를 참조하면, 본 실시예의 제2 착용부재(140)는, 사용자(H)의 보행시 사용자(H)의 다리 후면부(H2)에 착용되는 부재로서, 다리 연동 부재(120)의 하단부 타측에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 일례로, 제2 착용부재(140)의 일단부는 다리 연동 부재(120)의 하단부에 마련된 제2 회전축(128)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.
상기와 같은 제2 착용부재(140)는, 사용자(H)의 다리를 중심으로 제1 착용부재(130)와 반대방향으로 회전 연동되는 구조로 다리 연동 부재(120)의 하단부에 마련될 수 있다. 이를 위하여, 본 실시예에서는 제2 착용부재(140)의 일단부가 제1 착용부재(130)의 일단부에 기어 구조로 연동 가능하게 연결될 수 있다.
도 2 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 제2 착용부재(140)는, 다리 연동 부재(120)의 하단부 타측에 마련된 제2 회전축(128)에 회전 가능하게 연결된 제2 축연결부(142), 제2 축연결부(142)에서 길게 연장되어 다리 후면부(H2)를 감싸는 형상으로 형성된 제2 착용부(144), 및 제2 축연결부(142)의 외주에 마련된 제2 기어부(146)를 포함할 수 있다.
제2 축연결부(142)의 중심부에는 제2 회전축(128)이 관통되게 배치되기 위한 축홀이 형성될 수 있다. 상기와 같은 제2 축연결부(142)는 제2 회전축(128)의 외주를 감싸는 원형 파이프 구조로 마련될 수 있다.
제2 착용부(144)는 사용자(H)의 다리 후면부(H2)를 감싸도록 제2 축연결부(142)에서 사용자(H)의 다리 후면부(H2)를 따라 원호 형상으로 굴곡되게 연장될 수 있다. 제2 착용부(144)는 제2 축연결부(142)에 일체로 연결되어 제2 축연결부(142)와 함께 회전 작동될 수 있다. 즉, 제2 착용부(144)는, 사용자(H)의 보행시 사용자(H)의 다리 후면부(H2)에 밀착되게 배치될 수 있고, 사용자(H)의 보행 종료시 사용자(H)의 다리 후면부(H2)에서 후방으로 이격된 위치로 회전 이동될 수 있다. 상기와 같은 제2 착용부(144)에는 후술하는 고정 부재(150)의 결속 벨트(152)가 끼워지기 위한 제2 벨트 끼움홀(145)이 형성될 수 있다.
제2 기어부(146)는 제2 축연결부(142)의 외주면에 둘레를 따라 평기어 형상으로 마련될 수 있다. 상기와 같은 제2 기어부(146)는 평기어 형상이 아닌 헬리컬 기어 형상이나 스크류 기어 형상으로도 형성될 수 있지만, 본 실시예에서는 제1 기어부(136)와 맞물리는 평기어 형상으로 마련된 것으로 설명한다.
한편, 본 실시예의 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)는, 서로 동일한 구조로 설계 제조할 수 있고, 그로 인하여 부품의 공용화를 구현할 수 있다. 따라서, 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)는 다리 연동 부재(120)의 제1 회전축(126)과 제2 회전축(128) 중 어느 축에 조립되는지에 따라 결정될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)는, 사용자(H)의 다리를 중심으로 서로 반대방향으로 회전 연동되는 구조로서, 제1 기어부(136)와 제2 기어부(146)를 맞물린 형태로 제1 회전축(126)과 제2 회전축(128)에 회전 가능하게 연결될 수 있다. 따라서, 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)는, 다리 연동 부재(120)의 하단부를 중심으로 서로 벌어지거나 모아지는 방향으로 동시에 회전될 수 있고, 그에 따라 사용자(H)의 다리에 매우 쉽고 간편하게 착용될 수 있다.
즉, 제1 착용부재(130)가 다리 전면부(H1)에서 전방으로 이동되는 제1 방향(R1)으로 회전됨과 아울러 제2 착용부재(140)가 다리 후면부(H2)에서 후방으로 이동되는 제2 방향(R2)으로 회전되면, 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)가 벌어지는 벌림 모드로 작동될 수 있다. 벌림 모드에서는 사용자(H)의 다리를 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)의 사이로 쉽게 넣거나 빼낼 수 있기 때문에 웨어러블 로봇(100)의 착용 편의성을 높일 수 있다.
또한, 제1 착용부재(130)가 다리 전면부(H1)를 향해 이동되는 제2 방향(R2)으로 회전됨과 아울러 제2 착용부재(140)가 다리 후면부(H2)를 향해 이동되는 제2 방향(R2)으로 회전되면, 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)가 오므려지는 오므림 모드로 작동될 수 있다. 오므림 모드에서는 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)를 사용자(H)의 다리에 밀착시킬 수 있기 때문에 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)가 사용자(H)의 다리를 안정적으로 지지할 수 있다.
도 2와 도 7을 참조하면, 본 실시예의 고정 부재(150)는, 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)를 사용자(H)의 다리에 고정시키는 부재로서, 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)에 마련될 수 있다. 이하, 본 실시예에서는 고정 부재(150)가 제1 착용부(134)와 제2 착용부(144)를 사용자(H)의 다리에 착용된 상태로 고정시키는 벨트 부재인 것으로 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 웨어러블 로봇(100)의 다리 착용 구조에 대한 설계 조건 및 상황에 따라 다양하게 변형할 수도 있다.
예를 들면, 고정 부재(150)는, 제1 착용부(134)와 제2 착용부(144)에 결속 가능한 형태로 마련된 결속 벨트(152), 및 결속 벨트(152)의 내측면에 후술하는 센서 전선부(180)을 수용하는 포켓 형상으로 마련된 포켓부(154)를 포함할 수 있다.
여기서, 결속 벨트(152)는 탄성력이 거의 없고 강도가 우수한 소재로 제작되되, 제1 착용부(134)의 제1 벨트 끼움홀(135) 및 제2 착용부(144)의 제2 벨트 끼움홀(145)에 끼워진 형태로 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)에 배치될 수 있다. 결속 벨트(152)에는 결속을 위한 벨크로가 적용될 수 있다. 그에 따라서, 사용자(H)는 결속 벨트(152)를 간편하게 결속시키거나 결속 상태를 해제할 수 있다.
그리고, 포켓부(154)는 결속 벨트(152)의 내측면에 센서 전선부(180)가 관통되게 수용되기 위해 포켓 구조로 형성될 수 있다. 따라서, 포켓부(154)는 센서 전선부(180)가 외부로 노출되는 것을 최소화시킬 수 있고, 그로 인하여 센서 전선부(180)에 작용되는 외부 충격 및 마찰을 최소화시켜 센서 전선부(180)의 손상 및 단선을 미연에 방지할 수 있다.
상기와 다르게, 포켓부(154)는 결속 벨트(152)의 내측면이 아닌 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)의 내측면에 형성되는 것도 가능하다. 다만, 본 실시예에서는 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)의 재질이 금속과 같은 경질의 고강도 소재인 것으로 설명하고 있으므로, 유연성 있는 결속 벨트(152)를 이중 구조로 만들어 결속 벨트(152)의 내측면에 포켓부(154)를 형성하는 것이 더 바람직하다.
도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 실시예의 다리 착용 모듈(200)은, 제1 힘측정 센서(160), 제2 힘측정 센서(170), 및 센서 전선부(180)를 더 포함할 수 있다.
즉, 웨어러블 로봇(100)을 착용한 사용자(H)가 보행하는 경우, 제1 힘측정 센서(160)와 제2 힘측정 센서(170)를 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)에 설치하여 사용자(H)의 다리가 다리 착용 모듈(200)에 작용하는 다리 힘(F)을 측정할 수 있다. 본 실시예에서는, 제1 힘측정 센서(160)와 제2 힘측정 센서(170)에 측정된 측정 결과를 이용하여 사용자(H)의 보행 상태를 실시간으로 파악할 수 있고, 더 나아가 사용자(H)의 보행을 보조하기 위한 기능을 적절하게 실시할 수 있다.
제1 힘측정 센서(160)는 제1 착용부재(130)의 내측면에 배치될 수 있다. 상기와 같은 제1 힘측정 센서(160)는 제1 착용부재(130)의 제1 착용부(134)에 전방을 향해 작용되는 사용자(H)의 다리 힘(F)을 측정할 수 있다. 한편, 제1 착용부재(130)의 제1 착용부(134)의 내측면에는 제1 힘측정 센서(160)를 부착시키기 위한 제1 센서 설치면(162)이 형성될 수 있다. 이때, 제1 센서 설치면(162)은 사용자(H)의 다리 전면부(H1)에 대해 평탄한 형상으로 마련될 수 있다.
제2 힘측정 센서(170)는 제2 착용부재(140)의 내측면에 배치될 수 있다. 상기와 같은 제2 힘측정 센서(170)는 제2 착용부재(140)의 제2 착용부(144)에 후방을 향해 작용되는 사용자(H)의 다리 힘(F)을 측정할 수 있다. 한편, 제2 착용부재(140)의 제2 착용부(144)의 내측면에는 제2 힘측정 센서(170)를 부착시키기 위한 제2 센서 설치면(172)이 형성될 수 있다. 이때, 제2 센서 설치면(172)은 사용자(H)의 다리 후면부(H2)에 대해 평탄한 형상으로 마련될 수 있다.
상기와 같이 제1 힘측정 센서(160)와 제2 힘측정 센서(170)는, 평탄한 구조의 제1 센서 설치면(162)과 제2 센서 설치면(172)에 배치될 수 있고, 제1 센서 설치면(162)과 제2 센서 설치면(172)은 서로 마주보도록 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)의 내측면에 형성될 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 제1 힘측정 센서(160)와 제2 힘측정 센서(170)를 사용자(H)의 다리 전면부(H1)와 다리 후면부(H2)에 안정적으로 밀착시킬 수 있고, 사용자(H)의 보행 과정에서 제1 힘측정 센서(160)와 다리 전면부(H1)의 사이에 공극이 발생하거나 제2 힘측정 센서(170)와 다리 후면부(H2)의 사이에 공극이 발생하는 문제를 미연에 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 제1 힘측정 센서(160)와 제2 힘측정 센서(170)는 제1 센서 설치면(162)과 제2 센서 설치면(172)을 평탄한 구조로 형성함으로써 제1 센서 설치면(162)과 제2 센서 설치면(172)을 비평탄한 구조보다 더 안정적으로 부착 고정시킬 수 있다.
센서 전선부(180)는 제1 힘측정 센서(160)와 제2 힘측정 센서(170)에 전기적으로 연결되는 부재로서, 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)의 내측면을 따라 제1 힘측정 센서(160)와 제2 힘측정 센서(170)에 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 센서 전선부(180)는 외부 전기를 제1 힘측정 센서(160)와 제2 힘측정 센서(170)에 공급하거나 제1 힘측정 센서(160)와 제2 힘측정 센서(170)의 측정값을 외부로 전송하는 기능을 수행할 수 있다.
여기서, 센서 전선부(180)의 일단부는 제1 힘측정 센서(160)에 전기적으로 연결될 수 있고, 센서 전선부(180)의 타단부는 제2 힘측정 센서(170)에 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, 센서 전선부(180)의 일단부와 타단부를 제외한 부분은, 결속 벨트(152)의 내측면에 마련된 포켓부(154)의 내부에 안정적으로 수용될 수 있다. 그로 인하여, 센서 전선부(180)가 사용자(H)의 보행시 손상되거나 단선되는 문제를 방지할 수 있다.
한편, 도 8과 도 9에는 본 발명의 일실시예에 따른 웨어러블 로봇(100)에 대하여 사용자(H)의 보행시 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)의 작동 상태가 도시되어 있다. 이때, 도 8은 본 실시예의 웨어러블 로봇(100)에 적용된 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)의 작동 상태를 나타내고, 도 9는 본 실시예의 웨어러블 로봇(100)과 다르게 제1,2 기어부(136, 146)를 생략할 경우에 발생되는 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)의 작동 상태를 나타낸다.
도 8에 도시된 바와 같이, 사용자(H)의 다리 전면부(H1)가 제1 착용부재(130)에 전방으로 다리 힘(F)을 작용하면, 제1 착용부재(130)는 제1 방향(R1)으로 회전하려 하고, 제2 착용부재(140)는 제1 기어부(136)와 제2 기어부(146)의 연동 작용에 의해 제2 방향(R2)으로 회전하려 한다.
하지만, 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)를 결속 벨트(152)로 결속 고정한 상태이므로, 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)는 벌림 모드와 같이 벌어지지 않으면서 초기 자세를 그대로 유지할 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는 사용자(H)의 보행시 사용자(H)의 다리 힘(F)에 의해 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)가 정위치에서 벗어나거나 다리 착용 모듈(200)의 구조가 비틀리는 것과 같은 구조적인 변형을 미연에 방지할 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 사용자(H)의 다리 전면부(H1)가 제1 착용부재(130)에 전방으로 다리 힘(F)을 작용하면, 제1 착용부재(130)는 제1 방향(R1)으로 회전하려 하고, 제2 착용부재(140)는 제1 기어부(136)와 제2 기어부(146)에 의해 연결된 상태가 아니기 때문에 결속 벨트(152)에 의해 제1 방향(R1)으로 회전하려 한다.
즉, 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)는 사용자(H)의 보행시 사용자(H)의 다리 힘(F)이 작용되는 방향을 따라 다리 연동 부재(120)를 중심으로 회전하거나 비틀리는 구조적인 변형을 일으킬 수 있고, 이로 인하여 사용자(H)의 보행이 불편해질 수 있고, 제1 힘측정 센서(160)와 제2 힘측정 센서(170)에 측정되는 측정 결과에도 오류가 발생할 수 있다.
결론적으로, 본 실시예에서는 제1 기어부(136)와 제2 기어부(146)의 기어 연결 구조로 인하여 제1 착용부재(130)와 제2 착용부재(140)가 서로 반대방향으로 연동되는 구조이므로, 웨어러블 로봇(100)의 다리 착용 구조를 개선하여 보행 안정성, 착용감 및 다리 힘(F)의 측정 정확도 등을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이 본 발명의 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100: 웨어러블 로봇
110: 로봇 본체
120: 다리 연동 부재
130: 제1 착용부재
136: 제1 기어부
140: 제2 착용부재
146: 제2 기어부
150: 고정 부재
152: 결속 벨트
154: 포켓부
160: 제1 힘측정 센서
162: 제1 센서 설치면
170: 제2 힘측정 센서
172: 제2 센서 설치면
180: 센서 전선부
200: 다리 착용 모듈
D1: 전방
D2: 후방
110: 로봇 본체
120: 다리 연동 부재
130: 제1 착용부재
136: 제1 기어부
140: 제2 착용부재
146: 제2 기어부
150: 고정 부재
152: 결속 벨트
154: 포켓부
160: 제1 힘측정 센서
162: 제1 센서 설치면
170: 제2 힘측정 센서
172: 제2 센서 설치면
180: 센서 전선부
200: 다리 착용 모듈
D1: 전방
D2: 후방
Claims (9)
- 사용자의 보행 동작을 보조하기 위해서 상기 사용자의 몸체에 착용되는 로봇 본체;
상기 로봇 본체에 상단부가 회전 가능하게 연결되고, 상기 사용자의 다리를 향해 하단부가 길게 연장되는 다리 연동 부재;
상기 다리 연동 부재의 하단부 일측에 일단부가 회전 가능하게 연결되고, 상기 사용자의 보행시 상기 사용자의 다리 전면부에 착용되는 제1 착용부재;
상기 다리 연동 부재의 하단부 타측에 일단부가 회전 가능하게 연결되고, 상기 사용자의 보행시 상기 사용자의 다리 후면부에 착용되는 제2 착용부재; 및
상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재를 상기 사용자의 다리에 고정시키도록 상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재에 마련된 고정 부재;를 포함하며,
상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재는, 상기 사용자의 다리를 중심으로 서로 반대방향으로 회전시키도록 상기 다리 연동 부재의 하단부에 연동 가능하게 마련된 것을 특징으로 하는 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇.
- 제1항에 있어서,
상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재의 일단부는, 상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재를 반대방향으로 회전시키도록 서로 간에 기어 구조로 연동 가능하게 연결되고,
상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재는, 상기 다리 연동 부재의 하단부를 중심으로 서로 벌어지거나 모아지는 방향으로 회전되는 것을 특징으로 하는 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇.
- 제2항에 있어서,
상기 제1 착용부재는, 상기 다리 연동 부재의 하단부 일측에 회전 가능하게 연결된 제1 축연결부; 상기 제1 축연결부에서 길게 연장되어 상기 다리 전면부를 감싸는 형상으로 형성된 제1 착용부; 및 상기 제1 축연결부의 외주에 마련된 제1 기어부;를 포함하며,
상기 제2 착용부재는, 상기 다리 연동 부재의 하단부 타측에 회전 가능하게 연결된 제2 축연결부; 상기 제2 축연결부에서 길게 연장되어 상기 다리 후면부를 감싸는 형상으로 형성된 제2 착용부; 및 상기 제2 축연결부의 외주에 마련되고, 상기 제1 기어부와 결합된 제2 기어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇.
- 제3항에 있어서,
상기 고정 부재는,
상기 제1 착용부와 상기 제2 착용부를 상기 사용자의 다리에 착용된 상태로 고정시키도록 상기 제1 착용부와 상기 제2 착용부에 결속 가능한 형태로 마련된 결속 벨트로 제공되는 것을 특징으로 하는 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 착용부재에 전방으로 작용되는 상기 사용자의 다리 힘을 측정하도록 상기 제1 착용부재의 내측면에 배치된 제1 힘측정 센서; 및
상기 제2 착용부재에 후방으로 작용되는 상기 사용자의 다리 힘을 측정하도록 상기 제2 착용부재의 내측면에 배치된 제2 힘측정 센서;
를 더 포함하는 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇.
- 제5항에 있어서,
상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재의 내측면에는, 상기 제1 힘측정 센서 또는 상기 제2 힘측정 센서를 부착시키기 위한 센서 설치면이 서로 마주보게 형성되고,
상기 센서 설치면은 상기 사용자의 다리에 대해 평탄한 형상으로 마련된 것을 특징으로 하는 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇.
- 제5항에 있어서,
상기 제1 힘측정 센서와 상기 제2 힘측정 센서에 전기적으로 연결되는 센서 전선부;를 더 포함하고,
상기 제1 착용부와 상기 제2 착용부의 내측면 또는 상기 고정 부재의 내측면 중 어느 하나에는, 상기 센서 전선부가 관통되게 수용되기 위한 포켓부가 마련된 것을 특징으로 하는 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇.
- 사용자의 보행 동작을 보조하기 위해서 상기 사용자의 몸체에 착용되는 로봇 본체;
상기 로봇 본체에 상단부가 회전 가능하게 연결되고, 상기 사용자의 다리를 향해 하단부가 길게 연장되는 다리 연동 부재;
상기 다리 연동 부재의 하단부 일측에 일단부가 회전 가능하게 연결되고, 상기 사용자의 보행시 상기 사용자의 다리 전면부에 착용되는 제1 착용부재;
상기 다리 연동 부재의 하단부 타측에 일단부가 회전 가능하게 연결되고, 상기 사용자의 보행시 상기 사용자의 다리 후면부에 착용되는 제2 착용부재;
상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재를 상기 사용자의 다리에 고정시키도록 상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재에 마련된 고정 부재;
상기 제1 착용부재에 전방으로 작용되는 상기 사용자의 다리 힘을 측정하도록 상기 제1 착용부재의 내측면에 배치된 제1 힘측정 센서; 및
상기 제2 착용부재에 후방으로 작용되는 상기 사용자의 다리 힘을 측정하도록 상기 제2 착용부재의 내측면에 배치된 제2 힘측정 센서;를 포함하며,
상기 제1 착용부재와 상기 제2 착용부재의 내측면에는, 상기 제1 힘측정 센서 또는 상기 제2 힘측정 센서를 부착시키기 위한 센서 설치면이 서로 마주보게 형성되고, 상기 센서 설치면은 상기 사용자의 다리에 대해 평탄한 형상으로 마련된 것을 특징으로 하는 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇.
- 제8항에 있어서,
상기 제1 힘측정 센서와 상기 제2 힘측정 센서에 전기적으로 연결되는 센서 전선부;를 더 포함하고,
상기 제1 착용부와 상기 제2 착용부의 내측면 또는 상기 고정 부재의 내측면 중 어느 하나에는, 상기 센서 전선부가 관통되게 수용되기 위한 포켓부가 마련된 것을 특징으로 하는 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇.
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KR1020220065570A KR20230165597A (ko) | 2022-05-27 | 2022-05-27 | 다리 착용 구조를 개선한 웨어러블 로봇 |
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- 2022-05-27 KR KR1020220065570A patent/KR20230165597A/ko not_active Application Discontinuation
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2023
- 2023-03-08 WO PCT/KR2023/003192 patent/WO2023229164A1/ko unknown
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