KR101996920B1 - Leg Opening Joint of Walking Exoskeleton and Walking Exoskeleton comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 보행 외골격의 다리 벌림 조인트를 개시한다. 본 발명에 따른 다리 벌림 조인트는, 제1 링크의 축관과 제2 링크의 축관을 관통하는 회전축; 상기 제1 링크에 대한 상기 제2 링크의 회전을 방지하는 회전방지수단; 상기 제2 링크가 상기 회전축의 방향으로 승강하는 것을 방지하는 잠금기구를 포함한다.
본 발명에 따르면 보행 외골격의 사용자가 착용 전에 외골격의 다리를 벌릴 수 있으므로 착용위치에 보다 쉽게 접근하여 간편하고 안전하게 보행 외골격을 착용할 수 있게 된다. 또한 본 발명에 따르면 다리 벌림 조인트가 저절로 회전하는 것을 방지하는 잠금기구를 적용함으로써 오동작으로 인한 안전사고의 위험을 방지할 수 있다. 또한 본 발명에 따르면 기존 보행 외골격의 구조를 크게 변경하지 않으면서 다리 벌림 기능을 구현할 수 있다.The present invention discloses a leg-opening joint of a gait exoskeleton. A leg-opening joint according to the present invention includes: a rotating shaft passing through an axial tube of a first link and an axial tube of a second link; Rotation preventing means for preventing rotation of the second link relative to the first link; And a locking mechanism for preventing the second link from moving up and down in the direction of the rotation axis.
According to the present invention, since the user of the gait exoskeleton can open the legs of the exoskeleton before being worn, the gait exoskeleton can be easily and safely worn by easily approaching the wear position. In addition, according to the present invention, a locking mechanism that prevents the leg-opening joint from rotating spontaneously is applied, thereby preventing a risk of a safety accident caused by a malfunction. Further, according to the present invention, the leg-opening function can be realized without greatly changing the structure of the existing gait exoskeleton.
Description
본 발명은 보행 외골격에 관한 것으로서, 구체적으로는 다리 힘이 약한 환자나 다리를 움직일 수 없는 하체 마비 환자들의 보행을 보조할 수 있는 보행 외골격을 사용자가 쉽게 착용할 수 있도록 보행 외골격의 다리를 벌릴 수 있도록 하는 방법 및 구조에 관한 것이다.The present invention relates to a gait exoskeleton, and more particularly, to a gait exoskeleton capable of supporting a gait of a patient having a leg weakness or a limb paralysis patient unable to move the leg, And more particularly,
일반적으로 보행 외골격을 사용하는 사람은 자력으로 기립이 불가능한 마비환자나 근육질환 환자이므로 이들이 보행 외골격을 착용할 때는 의자에 앉은 상태에서 착용하는 것이 일반적이다.Generally, a person who uses a gait exoskeleton is a paralytic patient or a muscle disease patient who can not stand on his / her own hands. Therefore, when the gait exoskeleton is worn, it is generally worn while sitting on a chair.
그런데 보행 외골격에는 각종 구조물, 제어기, 배터리 등의 많은 부품이 설치되어 있고 골반부를 벌릴 수 없는 구조이므로 몸이 불편한 사용자가 앉은 상태에서 외골격 기구를 착용하는 일은 결코 쉬운 일이 아니며, 착용 과정에서 낙상 등의 안전사고가 발생할 위험이 큰 문제가 있다.However, it is not easy to wear an exoskeleton device in a state where a user with an uncomfortable body is seated because many components such as various structures, a controller, and a battery are installed in the gait exoskeleton and the structure can not open the pelvis. There is a great risk of safety accidents.
이러한 이유로 대부분의 사용자는 보행 외골격을 의자에 세팅해 놓은 상태에서 보행 외골격의 방향으로 뒷걸음질 치거나 엉덩이를 뒤로 밀어 넣는 등의 방법으로 보행 외골격을 착용하고 있다. For this reason, most users wear a gait exoskeleton in such a manner that they have set their gait exoskeleton on their chairs and either step backward in the direction of the gait exoskeleton or push their hips backward.
그러나 보행 외골격의 사이즈가 사용자의 허리나 엉덩이 치수에 맞추어져 있는 경우에는 몸이 불편한 사용자가 이러한 방법으로 보행 외골격의 사이로 자신의 몸을 밀어 넣으면서 착용하는 것은 매우 힘든 일이다.However, if the size of the gait exoskeleton is tailored to the user's waist or hip dimensions, it is very difficult for the uncomfortable user to wear it while pushing his body through the gait exoskeleton in this manner.
따라서 몸이 불편한 사용자가 보행 외골격을 보다 쉽고 안전하게 착용할 수 있도록 외골격 기구의 구조를 개선할 필요가 있다.Therefore, there is a need to improve the structure of the exoskeleton mechanism so that a user with an uncomfortable body can easily and safely wear the gait exoskeleton.
본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서 보행 외골격의 다리를 벌릴 수 있도록 함으로써 사용자가 보다 쉽게 착용할 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to make it easier for the user to wear the legs of the gait exoskeleton.
또한 본 발명은 종래의 보행 외골격의 구조를 크게 변경하지 않으면서도 쉽게 적용할 수 있는 다리 벌림 기구를 제공하는데 그 목적이 있다.It is another object of the present invention to provide a leg opening mechanism which can be easily applied without greatly changing the structure of a conventional gait exoskeleton.
또한 본 발명은 보행 외골격의 사용 편의성을 높이면서도 다리 벌림 기구의 오동작을 제한하여 사고로 인한 사용자의 부상을 방지하는데 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to improve the ease of use of the gait exoskeleton and to prevent malfunction of the leg opening mechanism by the accident.
전술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상은, 제1 링크의 축관과 제2 링크의 축관을 관통하는 회전축; 상기 제1 링크에 대한 상기 제2 링크의 회전을 방지하는 회전방지수단; 상기 제2 링크가 상기 회전축의 방향으로 승강하는 것을 방지하는 잠금기구를 포함하는 보행 외골격의 다리 벌림 조인트를 제공한다.In order to achieve the above object, one aspect of the present invention relates to a method of manufacturing an apparatus, comprising: a rotating shaft passing through an axial tube of a first link and an axial tube of a second link; Rotation preventing means for preventing rotation of the second link relative to the first link; And a locking mechanism for preventing the second link from ascending and descending in the direction of the rotation axis.
본 발명의 일 양상에 따른 보행 외골격의 다리 벌림 조인트에서, 상기 회전방지수단은 상기 제1 링크와 상기 제2 링크의 서로 대응하는 위치에 형성되어 상기 제2 링크의 승강에 따라 서로 결합 또는 분리되는 회전방지홈과 걸림돌부를 포함할 수 있다. 이때 상기 회전방지홈의 주변에는 상기 제1 링크의 축관과 제2 링크의 축관 사이에 형성된 유격보다 작은 높이를 갖는 측벽과 큰 높이를 갖는 측벽이 함께 형성될 수 있다.In the leg-opening joint of the gait exoskeleton according to one aspect of the present invention, the rotation preventing means is formed at positions corresponding to each other of the first link and the second link, and is coupled or separated from each other And may include a rotation preventing groove and a locking projection. At this time, a sidewall having a height smaller than the clearance formed between the axial tube of the first link and the axial tube of the second link and the sidewall having a large height may be formed around the rotation preventing groove.
또한 본 발명의 일 양상에 따른 보행 외골격의 다리 벌림 조인트에서, 상기 잠금기구는 상기 제1 링크의 축관과 상기 제2 링크의 축관 사이에 삽입되어 상기 제2 링크의 승강을 방지할 수 있다. 이때, 상기 잠금기구는, 상기 제1 링크 또는 상기 제2 링크에 결합된 베이스; 상기 회전축과 같은 방향의 축에 의해 상기 베이스에 회전 가능하게 결합된 레버; 일단은 상기 레버에 연결되고 타단은 상기 제1 링크의 축관과 상기 제2 링크의 축관 사이에 삽입되는 고정부재를 포함할 수 있다. 또한 상기 고정부재는 상기 제1 링크의 축관과 상기 제2 링크의 축관 사이에서 상기 회전축에 걸리는 고리를 포함할 수 있다. 또한 상기 고리에는 미끄럼 방지를 위한 우레탄이 결합될 수 있다.In the leg-opening joint of the gait exoskeleton according to an aspect of the present invention, the locking mechanism may be inserted between the shaft tube of the first link and the shaft tube of the second link to prevent the second link from ascending or descending. The locking mechanism may include: a base coupled to the first link or the second link; A lever rotatably coupled to the base by an axis in the same direction as the rotation axis; And one end of which is connected to the lever and the other end of which is inserted between the shaft tube of the first link and the shaft tube of the second link. The fixing member may include a ring which is caught by the rotation shaft between an axial tube of the first link and an axial tube of the second link. Also, urethane for anti-slip may be bonded to the ring.
본 발명의 다른 양상은, 일단에 축관을 구비하는 제1 링크, 일단에 축관을 구비하는 제2 링크, 상기 제1 링크의 축관과 상기 제2 링크의 축관을 관통하는 회전축을 포함하는 제1 골격; 상기 제1 링크에 대한 상기 제2 링크의 회전을 방지하는 회전방지수단; 상기 제2 링크가 상기 회전축의 방향으로 승강하는 것을 방지하는 잠금기구; 상기 제2 링크의 타단에 회전 가능하게 결합된 제2 골격; 상기 제1 링크의 타단에 회전 가능하게 결합된 제3 골격; 상기 제2 골격의 하단에 회전 가능하게 결합된 발받침부; 상기 제3 골격에 결합된 등받침부를 포함하는 보행 외골격을 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a first link, including a first link having an axial tube at one end, a second link having an axial tube at one end, ; Rotation preventing means for preventing rotation of the second link relative to the first link; A locking mechanism for preventing the second link from moving up and down in the direction of the rotation axis; A second skeleton rotatably coupled to the other end of the second link; A third skeleton rotatably coupled to the other end of the first link; A footrest rotatably coupled to a lower end of the second skeleton; And a backrest coupled to the third skeleton.
본 발명에 따른 보행 외골격의 상기 제2 링크에는 착용자의 대퇴부에 장착되는 벨트가 결합되는 벨트고정부가 형성될 수 있다.The second link of the gait exoskeleton according to the present invention may be provided with a belt fixing part to which a belt mounted on the thigh of the wearer is engaged.
본 발명의 다른 양상은, 제1 링크의 축관과 제2 링크의 축관을 관통하는 회전축; 상기 제1 링크와 상기 제2 링크의 서로 대응하는 위치에 형성되어 상기 제2 링크의 승강에 따라 서로 결합 또는 분리되는 회전방지홈과 걸림돌부를 포함하는 회전방지수단; 상기 제1 링크의 축관과 상기 제2 링크의 축관 사이에 삽입되어 상기 제2 링크의 승강을 방지하는 잠금기구를 포함하는 보행 외골격의 다리 벌림 방법에 있어서, 상기 제1 링크의 축관과 상기 제2 링크의 축관 사이에서 상기 잠금기구를 제거하는 단계; 상기 제2 링크를 상기 회전축방향을 따라 상승시켜 상기 걸림돌부를 상기 회전방지홈으로부터 분리하는 단계; 상기 제2 링크를 회전시키는 단계를 포함하는 보행 외골격의 다리 벌림 방법을 제공한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a tire, comprising: a rotating shaft passing through an axial tube of a first link and an axial tube of a second link; Rotation preventing means formed at positions corresponding to each other of the first link and the second link and including a rotation preventing groove and a locking protrusion which are coupled to or separated from each other as the second link is lifted and lowered; And a locking mechanism inserted between an axial tube of the first link and an axial tube of the second link to prevent the second link from moving up and down, the method comprising the steps of: Removing the locking mechanism between the shaft tubes of the link; And raising the second link along the direction of the rotation axis to separate the locking projection from the rotation prevention groove; And rotating the second link.
본 발명에 따르면 보행 외골격의 사용자가 착용 전에 외골격의 다리를 벌릴 수 있으므로 착용위치에 보다 쉽게 접근하여 간편하고 안전하게 보행 외골격을 착용할 수 있게 된다. According to the present invention, since the user of the gait exoskeleton can open the legs of the exoskeleton before being worn, the gait exoskeleton can be worn easily and safely.
또한 본 발명에 따르면 다리 벌림 조인트가 저절로 회전하는 것을 방지하는 잠금기구를 적용함으로써 오동작으로 인한 안전사고의 위험을 방지할 수 있다.In addition, according to the present invention, a locking mechanism that prevents the leg-opening joint from rotating spontaneously is applied, thereby preventing a risk of a safety accident caused by a malfunction.
또한 본 발명에 따르면 기존 보행 외골격의 구조를 크게 변경하지 않으면서 다리 벌림 기능을 구현할 수 있다. Further, according to the present invention, the leg-opening function can be realized without greatly changing the structure of the existing gait exoskeleton.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 보행 외골격의 사시도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 보행 외골격의 다리를 벌린 상태를 나타낸 도면
도 3a 및 도 3b는 각각 제1 골격의 일측과 타측을 나타낸 측면도
도 4a 및 도 4b는 제1 링크와 제2 링크를 분해한 상태에서 각각 일측과 타측을 나타낸 측면도
도 5는 회전방지홈에서 걸림돌부가 빠진 상태를 나타낸 도면
도 6은 회전방지홈에서 걸림돌부가 빠진 상태에서 제2 링크가 회전한 모습을 나타낸 도면
도 7은 제1 골격의 평면도
도 8은 고정부재가 빠져 있는 상태의 평면도
도 9 및 도 10은 고정부재를 빼내는 과정을 순차적으로 나타낸 도면
도 11 및 도 12는 각각 제2 링크가 상승한 상태의 측면도 및 사시도
도 13은 제2 링크가 회전한 상태를 나타낸 사시도1 is a perspective view of a gait exoskeleton according to an embodiment of the present invention;
2 is a view showing a state in which a leg is opened in a walking exoskeleton according to an embodiment of the present invention;
3A and 3B are side views showing one side and the other side of the first skeleton,
4A and 4B are side views showing one side and the other side in a state in which the first link and the second link are disassembled
5 is a view showing a state in which a locking projection is missing in the rotation preventing groove
6 is a view showing a state in which the second link is rotated in a state in which the locking projection is missing in the rotation preventing groove
7 is a plan view of the first skeleton
8 is a plan view in a state where the fixing member is missing;
9 and 10 are views sequentially showing the process of removing the fixing member
11 and 12 are a side view and a perspective view, respectively,
13 is a perspective view showing a state in which the second link is rotated;
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다. 참고로 본 명세서에서 하나의 구성요소(element)가 다른 구성요소와 연결 또는 결합되는 경우는, 다른 구성요소와 직접적으로 연결 또는 결합되는 경우뿐만 아니라 중간에 다른 요소를 사이에 두고 간접적으로 연결 또는 결합되는 경우도 포함한다. 또한 하나의 구성요소가 다른 구성요소와 직접 연결 또는 직접 결합되는 경우는 중간에 다른 요소가 개재되지 않는 것을 의미한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함하는 것은, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한 본 명세서에 첨부된 도면에는 실제 치수와 다르게 과장되게 나타낸 부분이 있는데, 이는 설명과 이해의 편의를 위한 것일 뿐이며 이로 인해 본 발명의 범위가 제한적으로 해석되거나 왜곡되어서는 아니 됨은 물론이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It is to be understood that when an element is connected or coupled to another element in this specification, the element may be directly or indirectly connected to or coupled to another element, . Also, when an element is directly connected or directly coupled to another element, it means that no other element is interposed in between. Also, it is to be understood that the term " including any element " includes not only excluding other elements but also other elements, unless specifically stated otherwise. It should be understood that the drawings are exaggerated to illustrate and understand the present invention and are not to be construed as limiting the scope of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 보행 외골격(100)은 도 1에 나타낸 바와 같이, 한 쌍의 제1 골격(110), 각 제1 골격(110)의 하단마다 회전 가능하게 결합된 제2 골격(120), 각 제1 골격(110)의 상단마다 회전 가능하게 결합된 제3 골격(130), 각 제2 골격(120)의 하단마다 회전 가능하게 결합된 발받침부(140), 제3 골격(130)에 결합된 등받침부(150)를 포함할 수 있다.1, the
제1 골격(110)은 대퇴골격의 역할을 하고, 제2 골격(120)은 하퇴골격의 역할을 하고, 제3 골격(130)은 골반의 역할을 할 수 있다. 이 경우 제1 골격(110)과 제3 골격(130)을 회전 가능하게 연결하는 회전축은 대퇴 올림축의 역할을 하고, 제1 골격(110)과 제2 골격(120)을 회전 가능하게 연결하는 회전축은 무릎 올림축의 역할을 할 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 보행 외골격(100)에서는 대퇴골격의 역할을 하는 제1 골격(110)의 중간에 다리 벌림 조인트(200)가 설치되는 점에 특징이 있다. The
제1 골격(110)은 일단이 제3 골격(130)에 회전 가능하게 결합된 제1 링크(110a), 일단이 제2 골격(120)에 회전 가능하게 결합된 제2 링크(110b), 제1 링크(110a)의 타단과 제2 링크(110b)의 타단을 회전 가능하게 결합하는 다리 벌림 조인트(200)를 포함한다.The
따라서 제1 골격(110)의 일부인 제2 링크(110b)를 다리 벌림 조인트(200)를 중심으로 바깥쪽으로 회전시킬 수 있으며, 제2 링크(110b)가 바깥쪽으로 회전하면 제2 링크(110b)에 결합된 제2 골격(120) 등도 함께 바깥쪽으로 회전하므로 도 2에 나타낸 바와 같이 보행 외골격(100)의 다리가 벌어지는 효과를 얻을 수 있다.Accordingly, the
이와 같이 보행 외골격(100)의 다리가 벌어지면 사용자는 보행 외골격(100)에 구비된 각종 부품의 간섭을 받지 않고 골반부 근처까지 쉽게 접근할 수 있으며, 따라서 종래에 비하여 훨씬 쉽고 안전하게 보행 외골격(200)을 착용할 수 있다.When the leg of the
이러한 다리 벌림 조인트(200)는 우측과 좌측의 제1 골격(110)에 모두 설치될 수도 있고, 하나의 제1 골격(110)에만 설치될 수도 있다.The leg opening
한편 제1 골격(110)에는 착용자의 대퇴부에 장착할 벨트를 지지하는 벨트고정부(260)가 설치되는데, 벨트고정부(260)는 제2 링크(110b)에 설치되는 것이 바람직하다. 제2 링크(110b)에 설치하면 제2 링크(110b)를 바깥쪽으로 회전시킬 때 벨트고정부(260)와 이에 연결된 벨트 등도 바깥쪽으로 함께 이동하므로 착용할 때 사용자와의 간섭이 방지될 수 있기 때문이다. 또한 이렇게 하면 다리 벌림 조인트(200)의 위치가 골반부에 더욱 가까워지므로 다리가 벌어지는 범위를 보다 넓힘으로써 사용자의 접근성을 향상시킬 수 있다.On the other hand, the
다리 벌림 조인트(200)는, 도 3a 및 도 3b의 측면도, 도 4a 및 도 4b의 분해도에 나타낸 바와 같이, 제1 링크(110a)와 제2 링크(110b)의 길이방향에 대해 직교하는 방향으로 설치된 회전축(210)과, 제2 링크(110b)의 임의적인 회전을 방지하기 위하여 제1 링크(110a)와 제2 링크(110b)의 서로 대응하는 위치에 형성되어 서로 결합되는 회전방지홈(271) 및 걸림돌부(273)와, 회전방지홈(271)에서 걸림돌부(273)를 뺄 수 없도록 잠그는 잠금기구(250)를 포함한다.3A and 3B and an exploded view of Figs. 4A and 4B, the leg-opening
제1 링크(110a)의 단부에는 회전축(210)이 삽입되는 제1 축관(221)과 제2 축관(222)이 상하로 이격되어 형성될 수 있고, 제2 링크(110b)의 단부에는 회전축(210)이 삽입되는 제3 축관(231)과 제4 축관(232)이 서로 이격되어 형성될 수 있다.A
제1 링크(110a)의 제1 축관(221)과 제2 축관(222)의 사이에는 제2 링크(110b)의 제3 축관(231)이 삽입되고, 제2 링크(110b)의 제3 축관(231)과 제4 축관(232)의 사이에는 제1 링크(110a)의 제2 축관(222)이 삽입될 수 있다. The
따라서 회전축(210)은 위에서부터 제4 축관(232), 제2 축관(222), 제3 축관(231), 제1 축관(221)을 순차적으로 관통하도록 설치되며, 하단부에는 마감캡(212)이 장착될 수 있다. The
도 4a의 분해도를 참조하면, 제1 축관(221)과 제2 축관(222) 사이에 형성된 제1 삽입부(226)의 높이(d1)는 제2 링크(110b)의 제3 축관(231)의 높이(d2)보다 크다.The height d1 of the
따라서 제3 축관(231)의 상단과 제2 축관(222)의 하단 사이에는 높이 d1-d2 만큼의 갭이 형성되며, 따라서 제2 링크(110b)는 제1 링크(110a)에 대해 높이 d1-d2 만큼 승강할 수 있다.A gap of a height d1-d2 is formed between the upper end of the
본 명세서에서는 제3 축관(231)과 제2 축관(222)의 사이에 소정 높이의 갭이 형성되는 것으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니므로 제4 축관(232)의 하단과 제2 축관(222)의 상단 사이에 이러한 갭을 형성할 수도 있고 그 밖의 다른 위치에 이러한 갭을 형성할 수도 있다.A gap of a predetermined height is formed between the
또한 제1 링크(110a)와 제2 링크(110b)의 단부에 각각 형성되는 축관의 개수나 결합 순서가 도면에 나타낸 것에 한정되지 않음은 물론이다.Needless to say, the number and the order of the shaft tubes formed at the ends of the
한편 제1 링크(110a)와 제2 링크(110b)가 회전축(210)으로만 연결되면 잠금상태에서 벗어났을 때 제2 링크(110b)가 임의로 회전하면서 안전사고가 발생할 수 있다. 이러한 위험을 방지하기 위해서는 사용자가 잠금과 해제를 직접 선택할 수 있는 회전방지기구를 적용할 필요가 있다.Meanwhile, if the
이를 위하여 본 발명의 실시예에서는 제1 링크(110a)의 상면에는 회전방지홈(271)을 형성하고, 제2 링크(110b)의 대응하는 위치에는 하부로 돌출된 걸림돌부(273)를 형성하였다. 제2 링크(110b)가 회전축(210)의 방향을 따라 하강하면 걸림돌부(273)가 회전방지홈(271)에 삽입되고, 상승하면 걸림돌부(273)가 회전방지홈(271)에서 빠져나온다.To this end, in the embodiment of the present invention, the
따라서 걸림돌부(273)를 회전방지홈(271)에 삽입해 두면 제2 링크(110b)는 회전축(210)을 중심으로 회전할 수 없는 상태가 된다.Therefore, if the engaging
제2 링크(110b)에서 걸림돌부(273)의 일측에는 회전방지홈(271)을 둘러싸는 측벽(272)이 삽입되는 측벽삽입홈(274)이 형성될 수도 있다.A side
회전방지홈(271)의 형상은 특별히 한정되지 않으며, 사방이 막힌 홈 형상일 수도 있고 적어도 일측이 개방된 형상일 수도 있다.The shape of the
회전방지홈(271)을 둘러싸는 측벽은 일정한 높이로 형성될 수도 있으나, 제2 링크(110b)의 회전범위를 제한하기 위해서는 측벽이 다양한 높이를 갖는 것이 바람직하다.The side wall surrounding the
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 회전방지홈(271)을 둘러싸는 측벽(272)에서의 최저 높이(d3)는 제1 링크(110a)와 제2 링크(110b)의 측관 사이에 형성된 갭의 높이 d1-d2 보다는 작은 것이 바람직하다. 그래야만 제2 링크(110b)를 회전축(210)의 방향을 따라 상승시켰을 때 걸림돌부(273)가 회전방지홈(271)에서 완전히 빠져나올 수 있기 때문이다.4A and 4B, the minimum height d3 in the
도 5에 나타낸 바와 같이 제2 링크(110b)를 상승시켜 걸림돌부(273)가 제1 링크(110a)의 회전방지홈(271)에서 완전히 빠져 나오면, 도 6에 나타낸 바와 같이 제2 링크(110b)를 회전축(210)을 중심으로 회전시킬 수 있다.6, when the
또한 회전방지홈(271)을 둘러싸는 측벽의 일부는 제1 링크(110a)와 제2 링크(110b)의 측관 사이에 형성된 갭의 높이 d1-d2 보다는 큰 것이 바람직하다. 이렇게 하면 제2 링크(110b)를 최대한 상승시키더라도 걸림돌부(273)의 하단은 일부 측벽보다 낮은 곳에 위치하므로 제2 링크(110b)가 회전할 때 일부 구간에서는 걸림돌부(273)가 높은 측벽에 걸리게 된다. 따라서 측벽(272)의 높이와 형상을 적절히 설계하여 제2 링크(110b)의 회전범위를 적절히 제한할 수 있다.A portion of the side wall surrounding the
한편 제1 링크(110a)의 회전방지홈(271)에 제2 링크(110b)의 걸림돌부(273)를 삽입하더라도 보행 외골격(100)의 자세나 가해지는 힘의 방향에 따라서는 사용자의 의도와는 무관하게 제2 링크(110b)가 제1 링크(110a)에 대해 승강운동을 할 수 있다.Even if the locking
이렇게 되면 사용자가 예상하지 못한 상태에서 걸림돌부(273)가 회전방지홈(271)에서 빠져서 제2 링크(110b)가 회전함으로써 안전사고가 발생할 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 이러한 위험을 방지하기 위하여 걸림돌부(273)가 회전방지홈(271)에서 저절로 빠지는 것을 방지하는 잠금기구(250)를 사용한다.In this case, a safety accident may occur due to the rotation of the
본 발명의 실시예에서는 제2 링크(110b)가 제1 링크(110a)와 제2 링크(110b)의 축관 간의 유격만큼 승강하는 점에 착안하여, 축관 간의 공간에 고정부재(251)를 삽입하고 고정함으로써 제2 링크(110b)가 승강하지 못하도록 차단하는 잠금기구(250)를 제안한다.In the embodiment of the present invention, the fixing
도 3a 는 고정부재(251)가 제2 축관(222)과 제3 축관(231)의 사이에 삽입되어 고정된 모습을 나타낸 것으로서, 이 상태에서는 제2 링크(110a)를 상승시킬 수가 없으므로 제2 링크(110b)의 걸림돌부(273)가 저절로 빠져서 제2 링크(110b)가 회전하는 현상을 방지할 수 있다.3A shows a state where the fixing
도 3a 및 도 4a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 잠금기구(250)는 제2 링크(110b)의 일측에 결합된 베이스(257), 회전축(210)과 같은 방향의 축(255)에 의해 베이스(257)에 회전 가능하게 결합된 레버(253), 일단은 레버(253)에 결합되고 타단은 제1 링크(110a)의 축관과 제2 링크(110b)의 축관 사이의 공간에 삽입되어 고정되는 고정부재(251)를 포함한다.3A and 4A, the
고정부재(251)는 제1 링크(110a)와 제2 링크(110b)의 축관 사이의 공간에 고정될 수 있으면 어떠한 형상이라도 무방하다. 다만 축관 사이의 공간에 삽입되는 부분은 제2 링크(110b)의 승강이 방지될 정도로 충분한 두께를 가져야 한다.The fixing
본 발명의 실시예에서는 제1 링크(110a)와 제2 링크(110b)의 축관 사이로 노출된 회전축(210)에 걸기 위한 고리를 고정부재(251)의 단부에 형성하였다.In the embodiment of the present invention, a ring is formed at the end of the fixing
이 경우에는, 도 7에 나타낸 바와 같이, 고정부재(251)의 고리를 회전축(210)에 건 상태에서 레버(253)를 회전축(255)을 중심으로 반대쪽으로 회전시켜 고정할 수 있다. 고정부재(251)가 회전축(210)으로부터 미끄러져 빠지는 것을 방지하기 위하여 적어도 회전축(210)과 접하는 부분에는 우레탄 등의 마찰재를 도포 또는 결합할 수도 있다.In this case, as shown in Fig. 7, the loop of the fixing
레버(253)는 고정된 상태에서 반대로 회전하지 않아야 하므로 별도의 기구를 이용하여 고정위치에 고정될 수 있다. 이와 달리 스프링(도면에는 나타내지 않았음)을 설치하여 고정위치에 도달한 레버(253)가 탄성력에 의해 반대로 쉽게 회전하지 않도록 함으로써 잠금상태를 유지할 수도 있다.Since the
한편 잠금상태를 해제하려면 도 8에 나타낸 바와 같이. 레버(253)를 회전축(255)을 중심으로 회전시킨 후 고정부재(251)를 회전축(210)에서 분리하여 빼내야 한다.On the other hand, as shown in Fig. The
구체적으로는 도 9 및 도 10에 나타낸 바와 같이, 레버(253)를 회전축(255)을 중심으로 제1 링크(110a)쪽으로 기울어질 때까지 회전시킨 상태에서 고정부재(251)를 회전축(210)으로부터 분리하고, 다시 레버(253)를 회전축(255)을 중심으로 제2 링크(110b)쪽으로 기울어질 때까지 회전시키면 잠금상태가 완전히 해제된다.Specifically, as shown in FIGS. 9 and 10, when the
이 상태에서는 도 11 및 도 12에 나타낸 바와 같이, 사용자가 회전축(210)의 방향을 따라 제2 링크(110b)를 들어올릴 수 있으며, 제2 링크(110b)의 걸림돌부(273)가 제1 링크(110a)의 회전방지홈(271)의 상부까지 완전히 들어올려지면 도 13에 나타낸 바와 같이 회전축(210)을 중심으로 제2 링크(110b)를 회전시킬 수 있다.11 and 12, the user can lift the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
일 예로서, 전술한 실시예와 도면에는 잠금기구(250)가 제2 링크(110b)에 장착된 것으로 나타내었으나 이에 한정되는 것은 아니므로 제1 링크(110a)에 잠금기구(250)가 설치될 수도 있다.As an example, although the
다른 예로서, 전술한 실시예에서는 회전방지홈(271)과 걸림돌부(273)가 각각 제1 링크(110a)와 제2 링크(110b)에 설치되는 것으로 나타내었으나, 이에 한정되는 것은 아니므로 서로 반대로 형성될 수도 있다.As another example, although the
또 다른 예로서, 전술한 실시예에서는 고정부재(251)의 단부가 회전축(210)에 걸리는 것으로 나타내었으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어 고정부재(251)의 단부를 제1 링크(110a)와 제2 링크(110b)의 축관 사이의 공간에서 제1 링크(110a) 또는 제2 링크(110b)에 형성된 별도의 고정수단에 고정할 수도 있다.As another example, in the above-described embodiment, the end of the fixing
이와 같이 본 발명은 구체적인 적용 과정에서 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. Of course.
100: 보행 외골격 110: 제1 골격 120: 제2 골격
130: 제3 골격 140: 발받침부 150: 등받침부
200: 다리 벌림 조인트 210: 회전축 212: 마감캡
221: 제1 축관 222: 제2 축관 226: 제1 삽입부
231: 제3 축관 232: 제4 축관 236: 제2 삽입부
250: 잠금기구 251: 고정부재 253: 레버
255: 레버축 257: 베이스 260: 벨트고정부
271: 회전방지홈 272: 측벽 273: 걸림돌부
274: 측벽삽입홈100: gait exoskeleton 110: first skeleton 120: second skeleton
130: third skeleton 140: footrest part 150: backrest part
200: leg opening joint 210: rotating shaft 212: finishing cap
221: first axial pipe 222: second axial pipe 226: first insertion portion
231: third shaft tube 232: fourth shaft tube 236: second insertion portion
250: locking mechanism 251: fixing member 253: lever
255: lever shaft 257: base 260: belt fixing portion
271: rotation preventing groove 272: side wall 273:
274: Side wall insertion groove
Claims (15)
상기 제1 링크에 구비된 다수의 축관 사이에 상기 제2 링크의 축관이 삽입된 상태에서, 상기 제1 링크의 축관과 상기 제2 링크의 축관을 관통하는 회전축;
상기 제1 링크에 대한 상기 제2 링크의 회전을 방지하는 것으로서, 상기 제1 링크와 상기 제2 링크의 서로 대응하는 위치에 각각 형성되어 상기 제2 링크의 승강에 따라 서로 결합 또는 분리되는 회전방지홈과 걸림돌부;
상기 제2 링크가 상기 회전축의 방향으로 승강하는 것을 방지하는 것으로서, 상기 제1 링크의 축관과 상기 제2 링크의 축관 사이에 삽입되는 고정부재를 구비하는 잠금기구
를 포함하는 보행 외골격의 다리 벌림 조인트A first link and a second link;
A rotating shaft passing through an axial pipe of the first link and an axial pipe of the second link in a state where the axial pipe of the second link is inserted between the plurality of axial pipes provided in the first link;
And a rotation preventing member for preventing rotation of the second link relative to the first link, the rotation preventing member being formed at positions corresponding to each other of the first link and the second link, Grooves and stakes;
And a locking member inserted between the shaft tube of the first link and the shaft tube of the second link to prevent the second link from moving up and down in the direction of the rotation axis,
A leg-opening joint of the gait exoskeleton
상기 회전방지홈의 주변에는 상기 제1 링크의 축관과 제2 링크의 축관 사이에 형성된 유격보다 작은 높이를 갖는 측벽과 큰 높이를 갖는 측벽이 함께 형성된 것을 특징으로 하는 보행 외골격의 다리 벌림 조인트The method according to claim 1,
And a sidewall having a height smaller than a clearance formed between the shaft tube of the first link and the shaft tube of the second link and a sidewall having a large height are formed around the rotation preventing groove.
상기 제1 링크 또는 상기 제2 링크에 결합된 베이스;
상기 회전축과 같은 방향의 축에 의해 상기 베이스에 회전 가능하게 결합되며, 상기 고정부재의 일단이 연결되는 레버
를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 외골격의 다리 벌림 조인트The lock mechanism according to claim 1,
A base coupled to the first link or the second link;
A lever rotatably coupled to the base by a shaft in the same direction as the rotation axis,
And a leg opening joint of the gait exoskeleton
상기 고정부재는 상기 제1 링크의 축관과 상기 제2 링크의 축관 사이에서 상기 회전축에 걸리는 고리를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 외골격의 다리 벌림 조인트The method according to claim 1,
Wherein the fixing member includes a ring which is caught by the rotation shaft between an axial tube of the first link and an axial tube of the second link.
상기 고리에는 미끄럼 방지를 위한 우레탄이 결합된 것을 특징으로 하는 보행 외골격의 다리 벌림 조인트The method according to claim 6,
Characterized in that a urethane is attached to the loop to prevent slippage, and a leg opening joint of the gait exoskeleton
상기 제1 링크에 대한 상기 제2 링크의 회전을 방지하는 것으로서, 상기 제1 링크와 상기 제2 링크의 서로 대응하는 위치에 각각 형성되어 상기 제2 링크의 승강에 따라 서로 결합 또는 분리되는 회전방지홈과 걸림돌부;
상기 제2 링크가 상기 회전축의 방향으로 승강하는 것을 방지하는 것으로서, 상기 제1 링크의 축관과 상기 제2 링크의 축관 사이에 삽입되는 고정부재를 구비하는 잠금기구;
상기 제2 링크의 타단에 회전 가능하게 결합된 제2 골격;
상기 제1 링크의 타단에 회전 가능하게 결합된 제3 골격;
상기 제2 골격의 하단에 회전 가능하게 결합된 발받침부;
상기 제3 골격에 결합된 등받침부
를 포함하는 보행 외골격A first link, a second link. A first skeleton including an axial pipe of the first link and a rotary shaft passing through an axial pipe of the second link in a state where the axial pipe of the second link is inserted between the plurality of axial pipes provided in the first link;
And a rotation preventing member for preventing rotation of the second link relative to the first link, the rotation preventing member being formed at positions corresponding to each other of the first link and the second link, Groove and stumbling block;
A locking mechanism for preventing the second link from ascending and descending in the direction of the rotation axis, the locking mechanism including a fixing member inserted between an axial tube of the first link and an axial tube of the second link;
A second skeleton rotatably coupled to the other end of the second link;
A third skeleton rotatably coupled to the other end of the first link;
A footrest rotatably coupled to a lower end of the second skeleton;
A backrest portion coupled to the third framework,
A gait exoskeleton
상기 회전방지홈의 주변에는 상기 제1 링크의 축관과 제2 링크의 축관 사이에 형성된 유격보다 작은 높이를 갖는 측벽과 큰 높이를 갖는 측벽이 함께 형성된 것을 특징으로 하는 보행 외골격The method of claim 8, wherein
And a sidewall having a height smaller than the clearance formed between the shaft tube of the first link and the shaft tube of the second link and a sidewall having a large height are formed around the rotation preventing groove.
상기 잠금기구는,
상기 제1 링크 또는 상기 제2 링크에 결합된 베이스;
상기 회전축과 같은 방향의 축에 의해 상기 베이스에 회전 가능하게 결합되며, 상기 고정부재의 일단이 연결되는 레버
를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 외골격9. The method of claim 8,
Wherein the lock mechanism comprises:
A base coupled to the first link or the second link;
A lever rotatably coupled to the base by a shaft in the same direction as the rotation axis,
Characterized in that the gait exoskeleton
상기 고정부재는 상기 제1 링크의 축관과 상기 제2 링크의 축관 사이에서 상기 회전축에 걸리는 고리를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 외골격9. The method of claim 8,
Wherein the fixing member includes a hook which is caught by the rotation shaft between an axial tube of the first link and an axial tube of the second link.
상기 제2 링크에는 착용자의 대퇴부에 장착되는 벨트가 결합되는 벨트고정부가 형성된 것을 특징으로 하는 보행 외골격9. The method of claim 8,
Wherein the second link is formed with a belt fixing part to which a belt mounted on a thigh of a wearer is engaged,
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