KR20240077689A

KR20240077689A - 관절장치

Info

Publication number: KR20240077689A
Application number: KR1020220159862A
Authority: KR
Inventors: 최영진; 이대훈; 최유나
Original assignee: 한양대학교 에리카산학협력단
Priority date: 2022-11-25
Filing date: 2022-11-25
Publication date: 2024-06-03

Abstract

본 발명의 관절장치는 관절을 중심으로 인접한 신체부위에 장착되는 상부 고정대와 하부 고정대로서, 상호간에 이격배치되는 상부 고정대와 하부 고정대와, 상부 고정대와 하부 고정대를 연결하는 관절어셈블리를 포함한다. 관절어셈블리는 순차적으로 배열되는 복수의 프레임과, 복수의 프레임들 중 인접한 프레임들간을 연결하여, 텐세그리티구조를 이루도록 구성되는 스트링부재를 포함한다.

Description

관절장치{Joint apparatus}

본 발명은 관절장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 사용자 관절의 동작에 도움을 줄 수 있는 관절장치에 관한 것이다.

산업용 로봇과는 달리 서비스용 로봇이나 재활 로봇의 경우 로봇의 동작에 있어 사람과의 접촉이 생기게 되므로, 이러한 접촉에 의한 로봇과 사람에게 일어날 수 있는 충격까지 고려되어야 한다.

현존하는 로봇 관절 또는 기계 관절은 강체(링크)끼리 단단하게 고정되어 있는 것이 대부분이며, 외부 충격이 발생할 시 그 충격이 관절 메커니즘과 충격체에 온전히 전달된다. 또한, 때에 따라 제어를 통해 회전 방향으로의 유연성을 적용하기도 하지만, 제어 기법만으로는 회전 축 방향으로의 유연성은 적용할 수가 없다. 뿐만 아니라, 현존하는 기계 관절은 강체(링크) 사이에 반발력이 작용하여 마찰로 인한 마모 현상이 생기기도 하며 이러한 마모는 기계 관절의 장기간 사용을 어렵게 하는 문제점이 있다.

또한, 기존의 전동 의수 팔은 무게가 무겁고 유연성도 낮아서, 환자가 장시간 이를 착용하게 되면, 어깨에 무리를 주는 문제점이 있다.

또한, 인간의 관절구동은 회전운동과 함께 슬라이딩운동도 함께 이루어져 관절동작에 있어서 회전중심이 지속적으로 변화하지만, 기존의 로봇관절의 경우 하나의 축을 중심으로 회전하도록 구성되어, 이를 반영하지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명의 일 측면은 구조를 개선한 관절장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면은 경량화가 가능한 관절장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면은 인간의 관절운동과 유사한 동작을 구현하는 관절장치를 제공한다.

본 발명의 사상에 따른 관절장치는 관절을 중심으로 인접한 신체부위에 장착되는 상부 고정대와 하부 고정대로서, 상호간에 이격배치되는 상부 고정대와 하부 고정대; 상기 상부 고정대와 하부 고정대를 연결하는 관절어셈블리;를 포함하고, 상기 관절어셈블리는, 순차적으로 배열되는 복수의 프레임; 상기 복수의 프레임들 중 인접한 프레임들간을 연결하여, 텐세그리티구조를 이루도록 구성되는 스트링부재;를 포함한다.

상기 복수의 프레임은 상호간에 독립적으로 회동가능하게 구성될 수 있다.

상기 복수의 프레임은 상호간에 요(yaw)방향으로 회전자유도를 가질 수 있다.

상기 복수의 프레임은 상기 요방향, 롤(roll)방향 및 피치(pitch)방향으로 유연성을 갖을 수 있다.

상기 복수의 프레임은, 일측으로 인접하게 배치된 프레임에 슬라이딩이동 가능하게 구성되는 연결레그; 타측으로 인접하게 배치된 프레임과 상기 스트링부재에 의해 연결되는 지지레그;를 포함할 수 있다.

상기 복수의 프레임은, 상기 연결레그와, 상기 지지레그에 연결되는 상기 스트링부재에 의해 힘의 평형상태를 이루도록 구성될 수 있다.

상기 복수의 프레임은, 상기 연결레그와 지지레그가 연결되는 프레임바디;를 포함하고, 상기 복수의 프레임 중 제 1 프레임의 상기 연결레그는, 일측으로 인접하게 배치된 제 2 프레임의 상기 프레임바디를 따라 슬라이딩가능하게 구성될 수 있다.

상기 연결레그는, 그 단부에 인접한 프레임의 상기 프레임바디를 따라 슬라이딩하도록 구성되는 레그롤러;를 포함할 수 있다.

상기 복수의 프레임 중 제 1 프레임의 상기 연결레그는, 일측으로 인접하게 배치된 제 2 프레임의 상기 지지레그와 상기 스트링부재에 의해 연결될 수 있다.

상기 지지레그는 한 쌍이 마련되며, 상기 제 1 프레임의 연결레그는, 상기 제 2 프레임의 한 쌍의 지지레그 사이에 배치되어 상기 스트링부재에 의해 각각 연결될 수 있다.

상기 한 쌍의 지지레그 중 적어도 어느 하나의 지지레그는, 상기 제 1 프레임의 요(yaw)방향 회전구간을 제한하도록 구성되는 스토퍼;를 더 포함할 수 있다.

상기 제 2 프레임의 지지레그는, 상기 제 1 프레임의 요(yaw)방향 회전을 가이드 하도록 구성되는 회전가이드;를 더 포함할 수 있다.

상기 회전가이드는, 상기 제 1 프레임의 롤(roll)방향이나, 피치(pitch)방향의 동작을 일정구간으로 제한하도록 구성될 수 있다.

상기 복수의 프레임은, 양단에 관통부가 형성된 프레임바디;를 포함하고, 상기 관절장치는, 상기 프레임바디의 관통부를 지나도록 배치되되 장력이 발생하도록 구성되는 조절와이어로서, 장력조절을 통해 상기 복수의 프레임의 요(yaw)회전 가능하게 구성되는 조절와이어;를 더 포함할 수 있다.

상기 조절와이어는, 일단이 상기 상하부 고정대 중 어느 하나의 고정대에 탄성적으로 고정되도록 구성될 수 있다.

상기 상부고정대와 하부고정대 중 적어도 어느 하나의 고정대에 마련되는 구동부로서, 상기 조절와이어의 장력을 제어하는 구동부;를 더 포함할 수 있다.

상기 구동부는, 상기 조절와이어가 감기도록 구성되는 풀리; 상기 풀리의 회전을 제어하는 홀더;를 포함할 수 있다.

상기 복수의 프레임는, 상기 상부고정대의 일측과 상기 하부고정대의 일측을 연결하는 제 1 프레임군; 상기 상부고정대의 타측과, 상기 하부고정대의 타측을 연결하는 제 2 프레임군;을 포함할 수 있다.

상기 상부고정대와 하부고정대는, 상기 신체부위가 배치되는 공간을 형성하는 고정프레임; 상기 고정프레임과 연결되어 상기 신체부위를 상기 공간내 구속가능하게 구성되는 구속부재;를 포함할 수 있다.

상기 복수의 프레임은 상호간에 비접촉되도록 구성될 수 있다.

상기 복수의 프레임은, 그 내측에 수용공간을 형성하는 수용부를 갖는 프레임바디; 상기 프레임바디로부터 연장형성되는 지지레그로서, 인접한 프레임의 상기 수용공간으로 비접촉 삽입가능하게 구성되는 지지레그;를 포함하고, 상기 프레임바디는, 인접한 프레임의 상기 지지레그와 상기 스트링부재에 의해 연결되도록 구성될 수 있다.

상기 스트링부재는, 상기 수용부의 일측과 인접한 프레임의 상기 지지레그를 연결하는 제 1 스트링; 상기 수용부의 타측과 인접한 프레임의 상기 지지레그를 연결하는 제 2 스트링;을 포함할 수 있다.

상기 제 1, 2 스트링은, 상기 복수의 프레임들 중 인접한 프레임들간의 힘의 평형상태를 이루되, 상기 복수의 프레임들간을 지지하는 텐세그리티 구조를 유지하도록 구성될 수 있다.

상기 지지레그는, 상기 프레임바디의 양측으로부터 연장형성되는 한 쌍의 지지레그로서, 그 일단이 연결되어 연결부를 형성하는 한 쌍의 지지레그;를 포함하고, 상기 제 1, 2 스트링은, 인접한 프레임의 상기 연결부와 연결되도록 구성될 수 있다.

본 발명의 사상에 다른 관절장치는 순차적으로 배열되는 복수의 프레임; 상기 복수의 프레임들 중 인접한 프레임들간을 연결하여, 텐세그리티구조를 이루게 하는 스트링부재;를 포함하고, 상기 복수의 프레임은, 일측으로 인접하게 배치된 프레임에 슬라이딩이동 가능하게 구성되는 연결레그; 타측으로 인접하게 배치된 프레임과 상기 스트링부재에 의해 연결되는 지지레그;를 포함한다.

상기 복수의 프레임은 상호간에 독립적으로 회동가능하게 구성되는 관절장치.

상기 복수의 프레임은, 상기 연결레그와 상기 지지레그에 연결되는 상기 스트링부재에 의해 힘의 평형상태를 이루도록 구성될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면 구조를 개선하여, 관절장치의 회전축이 자가조절(self-alignment)이 될 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면 텐세그리티구조를 이용함으로서, 관절장치의 경량화를 구현할 수 있다.

본 발명의 일 측면에 따르면 강체간의 마찰을 최소화함으로서, 외부 충격에 유연하게 대처가능하며, 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치를 착용한 도면.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치의 관절어셈블리의 분해사시도.
도 4, 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치의 관절어셈블리 동작에 관한 도면.
도 6, 7, 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치를 장착된 것을 확대한 도면.
도 9, 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치의 동작에 관한 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치의 조절와이어 제어에 관한 도면.
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관절장치의 관절어셈블리를 도시한 도면.
도 13, 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관절장치의 관절어셈블리의 연결관계를 도시한 도면.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 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 않는다.

또한, 본 명세서에서 사용한 “제1”, “제2” 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. “및/또는” 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA (field-programmable gate array)/ ASIC (application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장된 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치를 착용한 도면이다.

관절장치(1)는 사용자의 관절에 장착되어 관절의 운동을 보조할 수 있다. 관절장치(1)는 사용자의 관절운동을 보조하여 재활운동에 사용될 수도 있으며, 관절운동을 강화하여 일상생활의 기능강화용, 군사용으로 사용될 수도 있다. 관절장치(1)의 적용분야는 한정되지 않는다.

본 실시예에서는 설명의 편의상 관절장치(1)가 적용되는 신체부분이 다리(L)의 무릎(K)인것으로 도시하고 설명하였으나, 이에 한정되지 않는다. 관절장치(1)는 팔관절, 어깨관절등 신체의 다양한 관절에 적용될 수 있다.

관절장치(1)는 관절어셈블리(20)를 포함할 수 있다. 관절어셈블리(20)는 복수의 프레임(22)을 포함할 수 있다. 복수의 프레임(22)은 상호간에 연결되도록 구성되며, 독립적으로 회동가능하게 구성될 수 있다. 관절은 하나의 회전축을 가지고 회전하는 것처럼 인식되고 있으나, 실제로 관절동작은 회전동작과 함께 슬립동작도 함께 이루어지게 된다. 또한 사람마다 무릎(K)상태, 무릎(K)의 돌출높이, 다리(L)의 두께등 다양한 요소들이 차이가 있으며 이러한 이유로 다리를 동일한 각도로 회전시키는 경우에도 사람마다 무릎(K)의 움직임은 차이가 있으며, 다리의 회전중심이 차이가 나게 된다. 본 발명에서 관절어셈블리(20)는 복수의 프레임(22)이 독립적으로 회동가능하게 구성됨으로서, 관절장치(1)가 어느 하나의 회전축을 가지고 회전하는 것이 아니라, 사용자의 무릎(K)에 적합한 벤딩상태가 되도록 동작할 수 있다. 즉, 관절장치(1)는 사용자에 따라 벤딩동작의 회전축이 자가조절(self-alignment)이 가능하다.

복수의 프레임(22)은 일렬로 배열되어 하나의 프레임군(20a, 20b)을 형성할 수 있으며, 관절장치(1)는 이와 같은 프레임군(20a, 20b)을 적어도 하나 포함할 수 있다. 이를 통해 관절장치(1)는 정상상태(1a)와 벤딩상태(1b)를 동작할 수 있다. 정상상태(1a)는 관절어셈블리(20)가 일방향으로 세워진, 즉 관절장치(1)를 장착한 사용자가 서 있는 경우를 의미할 수 있다. 벤딩상태(1b)는 관절어셈블리(20)의 프레임(22)들이 회전하여 굽혀진, 즉, 관절장치(1)를 장착한 사용자가 무릎(K)을 굽힌 경우를 의미할 수 있다. 본 실시예에서 관절장치(1)는 제 1 프레임군(20a)과, 제 2 프레임군(20b)을 포함할 수 있다. 제 1 프레임군(20a)은 무릎(K)의 외측에 배치될 수 있으며, 제 2 프레임군(20b)은 무릎(K)의 내측에 배치될 수 있다. 프레임(22)의 구체적인 구성과 연결관계에 대해서는 이후 자세하게 설명한다.

관절장치(1)는 고정대(10)를 포함할 수 있다. 고정대(10)는 관절장치(1)가 사용자의 신체에 구속지지되도록 구성될 수 있다. 고정대(10)는 관절을 중심으로 인접한 신체부위에 장착될 수 있다. 고정대(10)는 상부고정대(10a)와 하부고정대(10b)를 포함할 수 있다. 상부고정대(10a)는 대상관절의 상부에 장착될 수 있으며, 하부고정대(10b)는 대상관절의 하부에 장착될 수 있다. 즉, 본 실시예에서 상부고정대(10a)는 무릎(K)의 상부에 장착되고, 하부고정대(10b)는 무릎(K)의 하부에 장착될 수 있다. 상부고정대(10a)와 하부고정대(10b)는 복수의 프레임(22)에 의해 연결될 수 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치의 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치의 관절어셈블리의 분해사시도, 도 4, 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치의 관절어셈블리 동작에 관한 도면이다.

상부고정대(10a)와 하부고정대(10b)는 각각 수용공간(12)을 형성하는 고정바디(14)와, 고정바디(14)에 연결되는 구속부재(16)를 포함할 수 있다. 고정바디(14)는 사용자의 관절과 인접한 신체부위가 배치되는 수용공간(12)을 형성할 수 있으며, 구속부재(16)는 수용공간(12)에 구속된 신체부위를 구속가능하게 구성될 수 있다.

고정바디(14)는 제 1, 2 고정부(14a, 14b)를 포함하며, 제 1, 2 고정부(14a, 14b)는 사용자의 신체부위의 두께 또는 너비에 따라 수용공간(12) 크기를 조절가능하도록 구성될 수 있다. 구속부재(16)는 밴드형태로 구비되어, 고정바디(14)에 수용된 신체부위를 구속할 수 있다. 본 실시예에서 고정대(10)는 고정바디(14)와 구속부재(16)에 의해 사용자에 신체에 고정 또는 지지되는 것으로 설명하였다. 그러나 이에 한정되지 않으며 관절어셈블리(20)가 정상상태(1a)와 벤딩상태(1b)를 동작할 수 있도록 신체에 고정 또는 지지되는 구성이면 이를 만족한다.

관절어셈블리(20)는 상부고정대(10a)와 하부고정대(10b)를 연결하도록 구성될 수 있다. 관절어셈블리(20)는 상부고정대(10a)와 하부고정대(10b) 사이에 배치되어, 벤딩가능하게 구성될 수 있다.

앞서 설명한 것과 같이 관절어셈블리(20)의 복수의 프레임(22)은 일렬로 순차적으로 배열될 수 있다. 복수의 프레임(22)은 각각 인접한 프레임(22)에 대해 회전가능하게 구성될 수 있다. 자세하게는 복수의 프레임(22)은 인접한 프레임(22)들간에 요(yaw)방향(Yr)회전 가능하게 구성될 수 있다. 즉, 복수의 프레임(22)은 인접한 프레임(22)들간에 요(yaw)방향(Yr) 회전 자유도를 가질 수 있다. 어느 하나의 프레임(22)이 다른 하나의 프레임(22)에 대해 회전 가능한 각도를 X도라고 했을 때, 복수(N)의 프레임(22)이 회전하는 각도인 Y는 (N-1)*X도 만큼 회전할 수 있다. 즉, 벤딩상태는 0도 이상 Y도 이하로 구성될 수 있다. 복수의 프레임(22)이 회전가능한 각도는 한정되지 않으며, 적용타입, 적용분야, 사용목적 등에 따라 달리 응용될 수도 있다.

복수의 프레임(22)은 프레임바디(24)를 포함할 수 있다. 프레임바디(24)는 이후 설명하는 조절와이어(64)가 지나도록 관통홀(25, 26)을 포함할 수 있으며, 프레임(22)의 몸체를 형성할 수 있다. 관통홀은 일측에 배치되는 제 1 관통홀(25)과, 타측에 배치되는 제 2 관통홀(26)을 포함할 수 있다. 조절와이어(64)는 프레임(22)들의 제 1 관통홀(25)들을 순차적으로 관통하도록 배치되거나, 프레임(22)들의 제 2 관통홀(26)들을 순차적으로 관통하도록 배치될 수 있다.

복수의 프레임(22)은 연결레그(30)와, 지지레그(40)를 포함할 수 있다. 연결레그(30)는 도 3과 같이 프레임바디(24)의 일측으로 연장형성될 수 있으며, 지지레그(40)는 프레임바디(24)의 타측으로 연장형성될 수 있다. 연결레그(30)와 지지레그(40)가 프레임바디(24)로부터 수직하도록 구성될 수 있다. 그러나 연결레그(30)와 지지레그(40)가 프레임바디(24)와 이루는 각도는 한정되지 않는다.

설명의 편의상 도 3에서 상부에 위치한 프레임(22)을 제 1 프레임(22a), 하부에 위치한 프레임(22)을 제 2 프레임(22b)이라고 할 수 있다. 제 2 프레임(22b)의 연결레그(30)는 제 1 프레임(22a)에 대해 슬라이딩이동가능하게 구성될 수 있다. 연결레그(30)는 그 단부에 슬라이딩이동가능하도록 레그롤러(32)를 포함할 수 있다. 프레임바디(24)에는 프레임(22)의 일 구성인 롤러가이드(27)가 구성되어, 레그롤러(32)의 이동을 가이드할 수 있고, 레그롤러(32)의 이탈을 방지할 수 있다. 관절장치(1)에서 연결레그(30)는 도 4와 같이 제 1 프레임(22a)의 프레임바디(24)에 접촉가능하게 배치되며, 도 5와 같이 관절운동이 이루어지면 제 1 프레임(22a)의 프레임바디(24)에 슬라이딩이동되도록 구성될 수 있다.

지지레그(40)는 프레임바디(24)의 타측으로 연장형성될 수 있다. 지지레그(40)는 인접한 프레임(22)을 안정적으로 지지하도록 구성될 수 있다. 지지레그(40)는 후술하는 스트링부재(50)에 의해 인접한 프레임(22)과 연결될 수 있다. 자세하게는 지지레그(40)는 인접한 프레임(22)의 연결레그(30)와 스트링부재(50)에 의해 연결될 수 있다. 지지레그(40)는 한 쌍이 마련될 수 있으며, 그 사이에는 인접한 프레임(22)의 연결레그(30)가 배치될 수 있다. 도 3 내지 5와 같이, 제 1 프레임(22a)의 한 쌍의 지지레그(40) 사이에는 제 2 프레임(22b)의 연결레그(30)가 위치하도록 구성될 수 있다.

관절어셈블리(20)는 스트링부재(50)를 포함할 수 있다. 스트링부재(50)는 복수의 프레임(22) 중 인접한 프레임(22)들간을 연결하도록 구성될 수 있다. 스트링부재(50)는 제 1, 2 프레임(22a, 22b)을 연결하도록 구성될 수 있다. 스트링부재(50)는 일단은 프레임(22)의 연결레그(30)에 연결되고, 타단은 인접한 프레임(22)의 지지레그(40)에 연결될 수 있다. 즉, 도면을 참고하면, 스트링부재(50)는 제 1 프레임(22a)의 지지레그(40)와, 제 2 프레임(22b)의 연결레그(30)를 연결하도록 구성될 수 있다. 연결레그(30)는 스트링부재(50)가 고정되는 제 1, 2 고정포인트(N1, N2)를 포함하고, 한 쌍의 지지레그(40)는 스트링부재(50)가 고정되는 제 3, 4 고정포인트(N3, N4)를 포함할 수 있다. 제 1, 2 고정포인트는 하나의 고정포인트로 형성될 수도 있다. 스트링부재(50)는 제 1, 3 고정포인트(N1, N3)와, 제 2, 4 고정포인트(N2, N4)를 각각 연결하도록 구성될 수 있다. 제 1 내지 4 고정포인트(N1, N2, N3, N4)는 삼각형의 형상으로 배치될 수 있다.

자세하게는 연결레그(30)는 스트링부재(50)가 연결되도록 연결레그(30) 몸체로부터 돌출형성되는 스트링연결부(34)를 포함하고, 스트링부재(50)는 지지레그(40)에 연결되도록 구성되는 스트링보스(46)를 포함할 수 있다. 제 1, 2 고정포인트(N1, N2)는 스트링연결부(34)에 형성될 수 있으며, 제 3, 4 고정포인트(N3, N4)는 스트링보스(46)에 형성될 수 있다. 스트링부재(50)의 일단은 스트링연결부(34)의 제 1, 2 고정포인트(N1, N2)에 고정되어 연결레그(30)와 연결될 수 있다. 또한 제 3, 4 고정포인트(N3, N4)가 형성된 스트링보스(46)는 지지레그(40)에 형성된 결합홀(41)에 끼움결합됨으로서 지지레그(40)에 연결될 수 있다. 그러나 스트링부재(50)가 연결레그(30)와 지지레그(40)에 연결되는 방법은 한정되지 않으며, 스트링부재(50)가 연결레그(30)와 지지레그(40)를 연결하도록 마련되는 구성이면 이를 만족한다.

프레임(22)들은 연결레그(30)와 스트링부재(50)에 의해 텐세그리티(tensegrity)구조를 이룰 수 있다. 연결레그(30)와 스트링부재(50)는 프레임(22)들의 힘의 평형상태를 이루도록 구성될 수 있으며, 프레임(22)들 상호간이 지지됨으로서 텐세그리티구조가 유지될 수 있다.

스트링부재(50)는 탄성적인 재질로 형성되어 장축방향으로 유연성을 가지도록 구성될 수 있다. 스트링부재(50)의 탄성도는 조절될 수 있다. 이러한 구성을 통해 스트링부재(50)는 복수의 프레임(22)들간을 연결하되, 상호간의 독립적인 회전이 가능하도록 구성할 수 있다. 나아가 스트링부재(50)를 통해 프레임(22)들간의 요방향(Yr), 롤(roll)방향(Rr), 피치(pitch)방향(Pr)의 유연성을 갖도록 구성될 수 있다. 또한 유연성을 갖는 혹은 유연성이 향상된 관절어셈블리 및 이를 갖는 관절장치가 제공될 수 있다. 이를 통해 관절장치(1)는 요방향(Yr) 회전에 따른 다리를 접었다 펴는 동작 뿐만 아니라, 회내 회외 동작도 가능하게 된다.

또한 구성들이 전체적으로 연결되어 지지되는 것 대신에 스트링부재(50)를 통해 지지됨으로서, 관절장치(1) 전체적으로 경량화를 도모할 수 있으며, 관절장치(1) 구성들의 직접 접촉을 최소화하여 내구성을 향상시킬 수 있다.

스트링부재(50)는 한 쌍의 지지레그(40) 중 어느 하나에 연결되는 제 1 스트링부(52), 다른 하나에 연결되는 제 2 스트링부(54)를 포함할 수 있다. 자세하게는 제 1 스트링부(52)는 제 1, 3 고정포인트(N1, N3)를 연결하며, 제 2 스트링부(54)는 제 2, 4 고정포인트(N2, N4)를 연결하도록 구성될 수 있다. 제 1, 2 스트링부(52, 54)는 도 5와 같이 프레임(22)들의 회전이 발생하는 경우, 각기 다른 장력이 발생하게 되며 이는 연결레그(30)의 레그롤러(32)가 인접한 프레임(22)의 프레임바디(24)에 지지되는 힘과 평형을 이룰 수 있게 된다. 이를 통해 관절어셈블리(20)의 회전동작이 이루어지는 경우에도 관절어셈블리(20) 및 이를 갖는 관절장치(1)의 안정적인 동작이 가능하게 된다. 본 실시예에서 제 1, 2 스트링부(52, 54)는 각각 한 쌍이 마련되는 것을 도시하고 예로 들었으나 그 개수나 배치는 한정되지 않는다.

지지레그(40)는 스토퍼(42)를 포함할 수 있다.

스토퍼(42)는 스트링부재(50)에 의해 지지되는 인접한 프레임(22)이 요방향(Yr)회전을 일정구간으로 제한하도록 구성될 수 있다. 스토퍼(42)는 한 쌍의 지지레그(40) 중 어느 하나의 지지레그(40)에 마련될 수 있다. 스토퍼(42)는 상기 지지레그(40)의 단부에 위치할 수 있으나, 그 위치는 한정되지 않는다. 즉, 설명의 편의상 도 3 내지 5를 참고하면, 스토퍼(42)는 한 쌍의 지지레그(40) 중 우측에 위치한 지지레그(40)에 배치될 수 있다. 스토퍼(42)는 지지레그(40)와 스트링부재(50)에 의해 지지되는 인접한 프레임(22)의 프레임바디(24)가 접촉하도록 구성될 수 있으며, 정상상태에서 W2방향으로의 요방향(Yr)회전을 제한할 수 있다. 이를 통해 복수의 프레임(22)들은 각각 W1방향으로 요방향(Yr)회전할 수 있다.

지지레그(40)는 회전가이드(44)를 포함할 수 있다.

회전가이드(44)는 인접한 프레임(22)의 프레임바디(24)의 회전을 지지하도록 구성될 수 있다. 회전가이드(44)는 프레임바디(24)의 동작을 가이드하도록 가이드공간(44b)을 형성하며, 그 사이가 이격된 한 쌍의 가이드부(44a)를 포함할 수 있다. 프레임바디(24)는 회전가이드(44)가 형성하는 가이드공간(44b)에 수용될 수 있으며, 회전가이드(44)는 프레임(22)의 요방향(Yr) 회전동작을 가이드하도록 구성될 수 있다.

또한 회전가이드(44)의 한 쌍의 가이드부(44a)는 인접한 프레임(22)의 프레임바디(24)의 두께보다 이격되도록 구성될 수 있다. 즉, 인접한 프레임(22)의 프레임바디(24)가 가이드공간(44b)으로 삽입되면, 프레임바디(24)와 회전가이드(44) 사이에 일정간격 여유공간이 형성될 수 있다. 이를 통해 관절어셈블리(20)는 프레임(22)들간의 롤방향(Rr), 피치방향(Pr)의 유연성을 갖되, 일정범위 이상의 동작을 제한하도록 구성될 수 있다.

도 6, 7, 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치를 장착된 것을 확대한 도면, 도 9, 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치의 동작에 관한 도면, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 관절장치의 조절와이어 제어에 관한 도면이다. 앞선 도면들을 참고하여 함께 설명한다.

관절장치(1)는 제어장치(60)를 포함할 수 있다. 제어장치(60)는 조작을 통해 관절어셈블리(20)의 회전각을 제어하도록 구성될 수 있다.

제어장치(60)는 구동부(62)와 조절와이어(64)를 포함할 수 있다.

구동부(62)는 조절와이어(64)의 장력을 조절하도록 구성될 수 있다. 구동부(62)는 도면들에서와 같이 조절풀리(62a)형상으로 구성될 수도 있으며, 별도로 도시하지 않았으나 모터등을 이용하여 전자제어가 될 수도 있다. 또한 도 면들에서와 같이 조절풀리(62a)에 홀더(62b)를 구성하여 수동으로 제어될 수도 있다.

조절와이어(64)는 도 11과 같이 제어장치(60)에 의해 장력이 변화됨으로서, 관절어셈블리(20)가 도 9, 10과 같이 동작하도록 구성될 수 있다. 조절와이어(64)는 제어장치(60)에 의해 감겨지면서, 관절어셈블리(20)의 프레임(22)들이 요방향(Yr)회전되도록 유도되며, 프레임(22)들은 스토퍼(42)에 의해 W1방향으로 회전이 될 수 있다. 이를 통해 관절장치(1)는 정상상태(1a)에서 벤딩상태(1b)로 동작할 수 있다. 관절장치(1)의 복수의 프레임(22)들은 상호간에 독립적으로 요방향(Yr)회전 가능하게 구성되므로, 도 9, 10과 같이, 벤딩상태(1b)에서의 프레임(22)들은 각각의 회전각을 달리할 수 있다. 이를 통해 동일한 각도로 벤딩되는 경우에도 관절장치(1)의 회전축의 위치를 달리할 수 있으며, 회전축의 자가조절(self-alignment)가 가능하게 된다.

조절와이어(64)의 일단은 도 6 내지 8과 같이 구동부(62)에 구속될 수 있다. 또한 조절와이어(64)는 관절어셈블리(20)들을 관통하여 그 타단이 고정대(10)에 구속되도록 구성될 수 있다. 본 실시예에서 도 6, 7에서는 조절와이어(64)의 일단이 구동부(62)에 구속되되, 제 1 프레임군(20a)의 제 1 관통홀(25)들, 하부고정대(10b), 제 2 프레임군(20b)의 제 1 관통홀(25)들을 순차적으로 지나 상부고정대(10a)에 고정되는 것을 도시하였다. 또한 도 8에서는 조절와이어(64)의 일단이 구동부(62)에 구속되되, 제 1 프레임군(20a)의 제 1 관통홀(25)들, 하부고정대(10b), 제 1 프레임군(20a)의 제 2 관통홀(26)들을 순차적으로 지나 상부고정대(10a)에 고정되는 것을 도시하였다. 그러나 조절와이어(64)의 배치 및 고정형태는 한정되지 않으며, 조절와이어(64)의 장력을 통해 관절어셈블리(20)가 회전할 수 있는 구성이면 이를 만족한다.

조절와이어(64)의 타단은 탄성스프링(64a)에 의해 고정될 수 있다. 이를 통해 벤딩상태에서 벤딩각이 작아지거나 정상상태로 복귀하는 과정에서, 조절와이어(64)는 탄성스프링(64a)의 탄성력에 의해 보다 신속하게 복귀될 수 있다.

이하는 상기 구성들에 따른 본 발명의 관절장치의 동작에 관하여 설명한다. 앞서 설명한 도면들을 참고하여 설명한다.

관절장치(1)는 도 6 내지 8에서와 같이 관절에 장착될 수 있다. 본 실시예에서 관절은 무릎(K)을 포함한다. 자세하게는 상부고정대(10a)는 무릎(K)의 상부에 고정될 수 있으며, 하부고정대(10b)는 무릎(K)의 하부에 고정될 수 있다.

관절장치(1)는 관절어셈블리(20)가 벤딩되지 않은 정상상태(1a)일 때, 사용자는 무릎(K)을 편 상태를 유지할 수 있다.

이후 구동부(62)의 동작에 의해 조절와이어(64)가 당겨지는 경우 관절어셈블리(20)의 복수의 프레임(22)들은 요방향(Yr) 중 W1방향으로 회전될 수 있다. 이와 같은 동작을 통해 관절장치(1)는 벤딩상태(1b)로 동작될 수 있다.

이후 구동부(62)의 동작이 해제되거나, 조절와이어(64)가 풀리도록 동작되는 경우, 관절어셈블리(20)의 복수의 프레임(22)들은 요방향(Yr) 중 W2방향으로 회전하며 원위치로 복귀할 수 있다.

이하는 본 발명의 다른 실시예에 다른 관절장치에 관하여 설명한다. 설명에 있어서 동일한 구성에는 중복된 설명을 생략한다.

도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관절장치의 관절어셈블리를 도시한 도면, 도 13, 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관절장치의 관절어셈블리의 연결관계를 도시한 도면이다.

복수의 프레임(122)은 프레임바디(124)를 포함할 수 있다. 프레임바디(124)는 이후 설명하는 조절와이어(164)가 지나도록 관통홀(125, 126)을 포함할 수 있으며, 프레임(122)의 몸체를 형성할 수 있다. 관통홀은 일측에 배치되는 제 1 관통홀(125)과, 타측에 배치되는 제 2 관통홀(126)을 포함할 수 있다.

복수의 프레임(122)은 스트링부재(150)에 의해 상호간에 지지될 수 있다. 복수의 프레임(122) 상호간은 비접촉되도록 배치되되, 스트링부재(150)는 복수의 프레임(122)이 텐세그리티(tensegrity)구조를 형성하도록 구성될 수 있다. 스트링부재(150)는 힘의 평형상태를 이루도록 구성되되, 프레임(122)들 상호간이 지지됨으로서 텐세그리티 구조가 유지될 수 있다.

복수의 프레임(122)은 인접한 프레임(122)들간에 요방향(Yr)으로 회전가능하게 구성될 수 있다. 즉, 복수의 프레임(122)은 인접한 프레임(122)들간에 요방향(Yr) 회전 자유도를 가질 수 있다. 또한 스트링부재(150)는 탄성적인 재질로 형성되어 장축방향으로 유연성을 가지도록 구성될 수 있다. 이러한 구성을 통해 스트링부재(150)는 복수의 프레임(122)들간을 연결하며, 상호간의 독립적인 요방향(Yr) 회전이 가능하되, 프레임(122)들간의 요방향(Yr), 롤방향(Rr), 피치방향(Pr) 유연성을 갖도록 구성될 수 있다.

복수의 프레임(122)은 지지레그(140)를 포함할 수 있다. 지지레그(140)는 프레임바디(124)의 타측으로 연장형성될 수 있다. 지지레그(140)는 인접한 프레임(122)을 안정적으로 지지하도록 구성될 수 있다. 지지레그(140)는 스트링부재(150)에 의해 인접한 프레임(122)과 연결될 수 있다. 지지레그(140)는 한 쌍이 마련될 수 있으며, 한 쌍의 지지레그(140)는 각각 프레임바디(124)의 일측과 타측으로부터 연장형성되어, 그 단부가 연결되도록 구성될 수 있다. 한 쌍의 지지레그(140)는 그 단부에서 상호간에 연결되며, 이후 설명하는 스트링부재(150)가 연결되는 연결부(148)를 포함할 수 있다. 이러한 구성을 통해 프레임바디(124)가 안정적으로 인접한 프레임바디(124)에 지지될 수 있으며, 프레임바디(124)에서 어느 일측 방향이 편심을 받거나, 어느 일측으로 기울어지는 것을 방지할 수 있다.

프레임바디(124)는 인접한 프레임(122)의 지지레그(140)가 수용되는 수용공간(129)을 형성하는 수용부(128)를 포함할 수 있다. 인접한 프레임(122)의 지지레그(140)는 프레임바디(124)의 수용공간(129)으로 삽입될 수 있다.

프레임바디(124)는 인접한 프레임(122)의 지지레그(140)와 수용공간(129)에서 스트링부재(150)에 의해 연결될 수 있다. 프레임바디(124)는 스트링부재(150)가 고정되는 제 1, 2 고정포인트(N1, N2)를 포함하고, 지지레그(140)의 연결부(148)는 스트링부재(150)가 고정되는 제 3, 4 고정포인트(N3, N4)를 포함할 수 있다. 제 1 고정포인트(N1)는 수용부(128)의 일측(128a)에 형성될 수 있으며, 제 2 고정포인트(N2)는 수용부(128)의 타측(128b)에 형성될 수 있다. 즉, 제 1, 2 고정포인트(N1, N2)는 수용공간(129)을 사이에 두고 상호간에 마주하도록 배치될 수 있다. 제 3 고정포인트(N3)는 연결부(148)의 일측에 형성될 수 있으며, 제 4 고정포인트(N4)는 연결부(148)의 타측에 형성될 수 있다. 즉, 제 3, 4 고정포인트(N3, N4)는 연결부(148)의 상호간에 반대방향을 마주하도록 배치될 수 있다. 제 1 내지 4 고정포인트(N1, N2, N3, N4)는 사각형상으로 배치될 수 있다. 자세하게는 제 1, 3, 4 고정포인트(N1, N3, N4)가 삼각형의 형상으로 배치되고, 제 2, 3, 4 고정포인트(N2, N3, N4)가 삼각형의 형상으로 배치될 수 있다.

스트링부재(150)는 한 쌍의 제 1, 2 스트링(152, 154)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 제 1 스트링(152)은 제 1 고정포인트(N1)와 제 3, 4 고정포인트(N3, N4)를 각각 연결하며, 한 쌍의 제 2 스트링(154)은 제 2 고정포인트(N2)와 제 3, 4 고정포인트(N3, N4)를 각각 연결하도록 구성될 수 있다. 이러한 구성을 통해 프레임(122)들은 상호간에 비접촉으로 배치되되, 스트링부재(150)에 의해 지지됨으로서 텐세그리티구조를 형성할 수 있다.

관절장치는 관절어셈블리(120)가 벤딩되지 않은 정상상태(1a)일 때, 사용자는 무릎(K)을 편 상태를 유지할 수 있다.

이후 구동부(미도시, 앞선 실시예 참고)의 동작에 의해 조절와이어(164)가 당겨지는 경우 관절어셈블리(120)의 복수의 프레임(122)들은 W1, W2방향과 같은 요방향(Yr)으로 회전될 수 있다. 이와 같은 동작을 통해 관절장치(1)는 벤딩상태(1b)로 동작될 수 있다.

이후 구동부(62)의 동작이 해제되거나, 조절와이어(64)가 풀리도록 동작되는 경우, 관절어셈블리(20)의 복수의 프레임(22)들은 반대방향으로 회전하며 원위치로 복귀할 수 있다.

이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

1 : 관절장치 10 : 고정대
10a : 상부고정대 10b : 하부고정대
20 : 관절어셈블리 22 : 프레임
30 : 연결레그 32 : 레그롤러
40 : 지지레그 42 : 스토퍼
44 : 회전가이드 50 : 스트링부재
60 : 제어장치 62 : 구동부
64 : 조절와이어

Claims

관절을 중심으로 인접한 신체부위에 장착되는 상부 고정대와 하부 고정대로서, 상호간에 이격배치되는 상부 고정대와 하부 고정대;
상기 상부 고정대와 하부 고정대를 연결하는 관절어셈블리;를 포함하고,
상기 관절어셈블리는,
순차적으로 배열되는 복수의 프레임;
상기 복수의 프레임들 중 인접한 프레임들간을 연결하여, 텐세그리티구조를 이루도록 구성되는 스트링부재;를 포함하는 관절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 프레임은 상호간에 독립적으로 회동가능하게 구성되는 관절장치.
제 2 항에 있어서,
상기 복수의 프레임은 상호간에 요(yaw)방향으로 회전자유도를 가지는 관절장치.
제 3 항에 있어서,
상기 복수의 프레임은 상기 요방향, 롤(roll)방향 및 피치(pitch)방향으로 유연성을 갖는 관절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 프레임은,
일측으로 인접하게 배치된 프레임에 슬라이딩이동 가능하게 구성되는 연결레그;
타측으로 인접하게 배치된 프레임과 상기 스트링부재에 의해 연결되는 지지레그;를 포함하는 관절장치.
제 5 항에 있어서,
상기 복수의 프레임은,
상기 연결레그와, 상기 지지레그에 연결되는 상기 스트링부재에 의해 힘의 평형상태를 이루도록 구성되는 관절장치.
제 5 항에 있어서,
상기 복수의 프레임은,
상기 연결레그와 지지레그가 연결되는 프레임바디;를 포함하고,
상기 복수의 프레임 중 제 1 프레임의 상기 연결레그는,
일측으로 인접하게 배치된 제 2 프레임의 상기 프레임바디를 따라 슬라이딩가능하게 구성되는 관절장치.
제 7 항에 있어서,
상기 연결레그는,
그 단부에 인접한 프레임의 상기 프레임바디를 따라 슬라이딩하도록 구성되는 레그롤러;를 포함하는 관절장치.
제 5 항에 있어서,
상기 복수의 프레임 중 제 1 프레임의 상기 연결레그는,
일측으로 인접하게 배치된 제 2 프레임의 상기 지지레그와 상기 스트링부재에 의해 연결되는 관절장치.
제 9 항에 있어서,
상기 지지레그는 한 쌍이 마련되며,
상기 제 1 프레임의 연결레그는,
상기 제 2 프레임의 한 쌍의 지지레그 사이에 배치되어 상기 스트링부재에 의해 각각 연결되는 관절장치.
제 10 항에 있어서,
상기 한 쌍의 지지레그 중 적어도 어느 하나의 지지레그는,
상기 제 1 프레임의 요(yaw)방향 회전구간을 제한하도록 구성되는 스토퍼;를 더 포함하는 관절장치.
제 10 항에 있어서,
상기 제 2 프레임의 지지레그는,
상기 제 1 프레임의 요(yaw)방향 회전을 가이드 하도록 구성되는 회전가이드;를 더 포함하는 관절장치.
제 12 항에 있어서,
상기 회전가이드는,
상기 제 1 프레임의 롤(roll)방향이나, 피치(pitch)방향의 동작을 일정구간으로 제한하도록 구성되는 관절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 프레임은,
양단에 관통부가 형성된 프레임바디;를 포함하고,
상기 관절장치는,
상기 프레임바디의 관통부를 지나도록 배치되되 장력이 발생하도록 구성되는 조절와이어로서, 장력조절을 통해 상기 복수의 프레임의 요(yaw)회전 가능하게 구성되는 조절와이어;를 더 포함하는 관절장치.
제 14 항에 있어서,
상기 조절와이어는,
일단이 상기 상하부 고정대 중 어느 하나의 고정대에 탄성적으로 고정되도록 구성되는 관절장치.
제 15 항에 있어서,
상기 상부고정대와 하부고정대 중 적어도 어느 하나의 고정대에 마련되는 구동부로서, 상기 조절와이어의 장력을 제어하는 구동부;를 더 포함하는 관절장치.
제 16 항에 있어서,
상기 구동부는,
상기 조절와이어가 감기도록 구성되는 풀리;
상기 풀리의 회전을 제어하는 홀더;를 포함하는 관절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 프레임는,
상기 상부고정대의 일측과 상기 하부고정대의 일측을 연결하는 제 1 프레임군;
상기 상부고정대의 타측과, 상기 하부고정대의 타측을 연결하는 제 2 프레임군;을 포함하는 관절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 상부고정대와 하부고정대는,
상기 신체부위가 배치되는 공간을 형성하는 고정프레임;
상기 고정프레임과 연결되어 상기 신체부위를 상기 공간내 구속가능하게 구성되는 구속부재;를 포함하는 관절장치.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 프레임은 상호간에 비접촉되도록 구성되는 관절장치.
제 20 항에 있어서,
상기 복수의 프레임은,
그 내측에 수용공간을 형성하는 수용부를 갖는 프레임바디;
상기 프레임바디로부터 연장형성되는 지지레그로서, 인접한 프레임의 상기 수용공간으로 비접촉 삽입가능하게 구성되는 지지레그;를 포함하고,
상기 프레임바디는,
인접한 프레임의 상기 지지레그와 상기 스트링부재에 의해 연결되도록 구성되는 관절장치.
제 21 항에 있어서,
상기 스트링부재는,
상기 수용부의 일측과 인접한 프레임의 상기 지지레그를 연결하는 제 1 스트링;
상기 수용부의 타측과 인접한 프레임의 상기 지지레그를 연결하는 제 2 스트링;을 포함하는 관절장치.
제 22 항에 있어서,
상기 제 1, 2 스트링은,
상기 복수의 프레임들 중 인접한 프레임들간의 힘의 평형상태를 이루되, 상기 복수의 프레임들간을 지지하는 텐세그리티 구조를 유지하도록 구성되는 관절장치.
제 22 항에 있어서,
상기 지지레그는,
상기 프레임바디의 양측으로부터 연장형성되는 한 쌍의 지지레그로서, 그 일단이 연결되어 연결부를 형성하는 한 쌍의 지지레그;를 포함하고,
상기 제 1, 2 스트링은,
인접한 프레임의 상기 연결부와 연결되도록 구성되는 관절장치.
순차적으로 배열되는 복수의 프레임;
상기 복수의 프레임들 중 인접한 프레임들간을 연결하여, 텐세그리티구조를 이루게 하는 스트링부재;를 포함하고,
상기 복수의 프레임은,
일측으로 인접하게 배치된 프레임에 슬라이딩이동 가능하게 구성되는 연결레그;
타측으로 인접하게 배치된 프레임과 상기 스트링부재에 의해 연결되는 지지레그;를 포함하는 관절장치.
제 25 항에 있어서,
상기 복수의 프레임은 상호간에 독립적으로 회동가능하게 구성되는 관절장치.
제 26 항에 있어서,
상기 복수의 프레임은 상호간에 요(yaw)방향으로 회전자유도를 가지는 관절장치.
제 27 항에 있어서,
상기 복수의 프레임은 상기 요방향, 롤(roll)방향 및 피치(pitch)방향으로 유연성을 갖는 관절장치.
제 25 항에 있어서,
상기 복수의 프레임은,
상기 연결레그와 상기 지지레그에 연결되는 상기 스트링부재에 의해 힘의 평형상태를 이루도록 구성되는 관절장치.
제 25 항에 있어서,
상기 복수의 프레임은,
상기 연결레그와 지지레그가 연결되는 프레임바디;를 포함하고,
상기 복수의 프레임 중 제 1 프레임의 상기 연결레그는,
일측으로 인접하게 배치된 제 2 프레임의 상기 프레임바디를 따라 슬라이딩가능하게 구성되는 관절장치.
제 25 항에 있어서,
상기 복수의 프레임 중 제 1 프레임의 상기 연결레그는,
일측으로 인접하게 배치된 제 2 프레임의 상기 지지레그와 상기 스트링부재에 의해 연결되는 관절장치.
제 31 항에 있어서,
상기 지지레그는 한 쌍이 마련되며,
상기 제 1 프레임의 연결레그는,
상기 제 2 프레임의 한 쌍의 지지레그 사이에 배치되어 상기 스트링부재에 의해 각각 연결되는 관절장치.