KR20240082651A - 하지 근력보조 웨어러블 로봇 - Google Patents

Abstract

편안한 착용감과 하지 근력보조를 제공할 수 있는 하지 근력보조 웨어러블 로봇이 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇은 허리 일부에 고정되어 구동력을 제공하는 구동부; 상기 구동부의 프레임에 회전 및 슬라이딩 가능하게 연결되어 고관절 부분에 설치된 고관절 연결부; 상기 고관절 연결부에 회전 가능하게 연결되고 허벅지 전방에 밀착되는 프레임과 무릎 상부에서 양쪽으로 분지된 분지 프레임을 포함하는 허벅지 연결부; 상기 분지 프레임에 회전 가능하게 각각 연결되고, 단부가 정강이 부분에 배치되어 후방에서 전방으로 밀어 근력을 보조하는 무릎 관절 작동부; 및 일단은 상기 구동부에 고정되고, 상기 고관절 연결부, 허벅지 연결부의 한쪽 분지 프레임, 그리고 무릎 관절 작동부를 경유한 다음 반대편 분지 프레임에 타단이 고정된 와이어;을 포함할 수 있다.

Description

하지 근력보조 웨어러블 로봇{Lower body muscle strength support wearable robot}

본 발명은 하지 근력보조 웨어러블 로봇에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 편안한 착용감과 하지 근력보조를 제공할 수 있는 하지 근력보조 웨어러블 로봇에 관한 것이다.

일반적으로 다양한 분야에서 로봇이 이용됨에 따라 종전에 인간이 수행하던 작업을 로봇이 대신 수행하는 일이 늘어나고 있다. 비교적 단순하고 쉬운 작업을 로봇으로 대체하여 반복적으로 작업을 수행하거나 인간이 직접 투입되기 어려운 환경에서의 작업을 수행하기 위하여 다양한 형태의 로봇이 사용되고 있다.

이러한 예로서 생산자동화 공정이나 험지 탐사 등 인간이 본래 수행하였던 일을 로봇이 수행하기 위하여 인간의 형태를 모사한 로봇이 산업 현장에서 사용되고 있다. 그에 따라 인간의 형태에 유사한 로봇의 움직임을 사용자가 직관적인 조작으로 조종 가능 하도록 하기 위한 다양한 방법이 시도되고 있다.

또한, 일상 생활이 불가능한 신체능력을 가진 장애인, 환자 또는 노약자를 위한 착용형 로봇 또는 체력이나 신체능력을 강화하기 위한 산업용 또는 군사용 착용형 로봇의 개발이 진행되고 있다.

장애인, 환자 또는 노약자를 위한 착용형 로봇의 경우에는 신체 능력, 요구되는 보조력의 크기 또는 역할에 따라 완전마비 장애인용 착용형 로봇과 노약자 또는 부분마비 환자 또는 장애인용 착용형 로봇으로 분류될 수 있다.

전자의 경우, 사용자에게 신체 능력이 없으므로, 사용자의 하지의 움직임에 대한 동작 의도 등은 로봇의 제어변수로 큰 의의가 없으므로, 착용형 로봇은 충분한 힘으로 사용자의 하지의 움직임을 대신하여 정확하게 보행 동작을 수행하면 될 수 있다.

따라서, 전자의 착용형 로봇의 경우에는 요구되는 구동력의 크기가 크고 그에 따라 구동장치, 배터리 및 골격구조가 큰 경우가 많다. 그러나, 후자의 착용형 로봇의 경우에는 사용자의 신체능력이 부족하여 이를 보조하기 위한 로봇이므로, 착용형 로봇의 크기와 무게가 최소화되고 사용자의 동작 의도에 따라 정확한 보조력을 제공하는 것이 관건이 될 수 있다.

특히, 사용자의 움직임 또는 의도와 다른 로봇의 보조력 제공의 경우, 사용자의 불편함 또는 부상을 유발할 수 있으므로, 사용자의 움직임을 허용하면서도 사용자의 동작의도를 파악하여 정확하게 보조력을 제공할 필요가 있다.

그러나, 종래기술에 따른 하지 근력을 보조하기 위한 착용형 로봇은 프레임이 착용자의 측면에 위치하여 있기 때문에 작동 및 하중을 받을 때 프레임이 비틀림이 발생할 수 있는 문제점이 있고, 관절부에 위치한 액추에이터에 의해 인체의 무릎 동작과 로봇의 동작에는 차이가 있어 이격(misalignment)이 발생함으로써 불편함 또는 부상을 초래할 수 있는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고관절 및 무릎의 운동 및 하지 곡선의 형상을 모방한 설계로 착용자에게 편안한 착용감을 줄 수 있는 하지 근력보조 웨어러블 로봇을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 허리 일부에 고정되어 구동력을 제공하는 구동부; 상기 구동부의 프레임에 회전 및 슬라이딩 가능하게 연결되어 고관절 부분에 설치된 고관절 연결부; 상기 고관절 연결부에 회전 가능하게 연결되고 허벅지 전방에 밀착되는 프레임과 무릎 상부에서 양쪽으로 분지된 분지 프레임을 포함하는 허벅지 연결부; 상기 분지 프레임에 회전 가능하게 각각 연결되고, 단부가 정강이 부분에 배치되어 후방에서 전방으로 밀어 근력을 보조하는 무릎 관절 작동부; 및 일단은 상기 구동부에 고정되고, 상기 고관절 연결부, 허벅지 연결부의 한쪽 분지 프레임, 그리고 무릎 관절 작동부를 경유한 다음 반대편 분지 프레임에 타단이 고정된 와이어;을 포함하는 하지 근력보조 웨어러블 로봇이 제공된다.

이때, 상기 구동부는, 허리에 고정되는 벨트 프레임; 및 상기 벨트 프레임에 고정되고, 상기 와이어를 당기는 구동력을 제공하는 구동모터;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 고관절 연결부는, 상기 구동부에 힌지 연결된 슬라이드 프레임; 상기 슬라이드 프레임에 슬라이딩 가능하게 조립된 슬라이더; 및 상기 슬라이더에 힌지 연결된 길이 조절 부재;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 슬라이드 프레임과 상기 슬라이더 사이에는 충격을 흡수할 수 있도록 탄성부재가 구비될 수 있다.

이때, 상기 허벅지 연결부는, 허벅지 측면에서 상기 고관절 연결부에 회전 가능하게 연결되는 볼 조인트; 및 상기 볼 조인트로부터 허벅지 전방 방향으로 연장된 다음 무릎 상부에서 양쪽으로 분지되어 단부가 무릎 양측면에 배치된 허벅지 프레임;을 포함할 수 있다.

이때, 상기 무릎 관절 작동부는, 양쪽의 상기 분지 프레임에 각각 연결된 무릎 관절 부재; 및 상기 무릎 관절 부재에 회전 가능하게 각각 연결된 다음 무릎 하부에서 합쳐진 다음 정강이 일부까지 연장된 작동 부재;를 포함할 수 있다.

이때, 상기 작동 부재는 상기 와이어가 경유하는 부분에 와이어를 안내하는 제1 롤러가 구비될 수 있다.

이때, 상기 무릎 관절 부재는 상기 분지 프레임이 회전 가능하게 연결되는 제1 회전 포인트와 상기 작동 부재의 상단이 회전 가능하게 연결되는 제2 회전 포인트를 포함할 수 있다.

이때, 상기 무릎 관절 부재는 와이어의 이동 마찰을 줄여 안내하는 제2 롤러가 구비될 수 있다.

이때, 상기 와이어가 연장되는 구간 중 일부에는 와이어의 마찰을 줄일 수 있도록 와이어 튜브가 구비될 수 있다.

상기의 구성에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇은 프레임이 신체 측면이 아니라 힘을 받는 정면에 위치함으로써 로봇과 신체 사이의 이격을 줄여 힘의 전달 시 편안함을 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇은 관절 부분에 액추에이터가 위치하는 것이 아니라 액추에이터를 허리 후방에 위치시키고 와이어로만 힘의 전달과 작동이 이루어지므로 회전과 슬라이드 모두 이루어지는 신체의 실제 운동에 대응할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇을 착용한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 전방 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 후방 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 고관절 연결부의 작동을 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 고관절 연결부의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 무릎 관절 부재의 주변 부품의 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 고관절 연결부의 다른 실시예이다.
도 8 및 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 작동 전후의 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 작동 전후의 와이어를 기준으로 하는 형태 변화를 보여주는 측면도와 정면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 붙였다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 단어와 용어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 않고, 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 발명자가 용어와 개념을 정의할 수 있는 원칙에 따라 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.

그러므로 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 해당하고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것이 아니므로 해당 구성은 본 발명의 출원시점에서 이를 대체할 다양한 균등물과 변형예가 있을 수 있다.

본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 설명하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 다른 구성 요소와 바로 접하여 "전방", "후방", "상부" 또는 "하부"에 배치되는 것뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 구성 요소가 배치되는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소와 "연결"되어 있다는 것은 특별한 사정이 없는 한 서로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 간접적으로 서로 연결되는 경우도 포함한다.

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇을 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇(1)은, 도 1 내지 도 10을 참고하면, 구동부(10), 고관절 연결부(20), 허벅지 연결부(30), 그리고 무릎 관절 작동부(40)를 포함할 수 있다.

상기 구동부(10)는, 도 1 내지 도 3을 참고하면, 허리 일부에 고정되어 구동력을 제공할 수 있다.

이때, 상기 구동부(10)는 허리에 고정되는 벨트 프레임(11)과, 상기 벨트 프레임(11)에 고정되고, 상기 와이어(50)를 당기는 구동력을 제공하는 구동모터(12)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 벨트 프레임(11)은 벨트(2)에 장착될 수 있도록 구성될 수 있고, 다른 예로는 벨트와 일체로 제작되도록 하여 이를 착용할 수 있도록 할 수 있다.

이때, 상기 구동부(10)는 허리의 후방에 구동모터(12)가 배치되어 있기 때문에 활동의 제약을 최소화할 수 있도록 되어 있다.

이때, 상기 구동모터(12)는 구동모터(12)의 작동에 의해 풀리와 같은 부품에 와이어(50)를 감거나 아이들 상태로 될 수 있도록 제어될 수 있다. 구동모터(12)가 작동되면 도 10에 도시된 바와 같이 와이어(50)가 감겨 전체적인 외부로 노출되는 와이어(50)의 길이가 짧아지게 된다.

상기 고관절 연결부(20)는, 도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 구동부(10)의 프레임(11)에 회전 및 슬라이딩 가능하게 연결되어 고관절 부분에 설치될 수 있다.

이때, 상기 고관절 연결부(20)는 상기 구동부(10)에 힌지 연결된 슬라이드 프레임(21)과, 상기 슬라이드 프레임(21)에 슬라이딩 가능하게 조립된 슬라이더(22)와, 상기 슬라이더(22)에 힌지 연결된 길이 조절 부재(23, 24)를 포함할 수 있다.

이때, 다른 실시예로서, 도 7을 참고하면, 상기 슬라이드 프레임(21)과 상기 슬라이더(22) 사이에는 충격을 흡수할 수 있도록 탄성부재(21c)가 구비될 수 있다.

상기 허벅지 연결부(30)는, 도 1 내지 도 5를 참고하면, 상기 고관절 연결부(20)에 회전 가능하게 연결되고 허벅지 전방에 밀착되는 프레임(32)과 무릎 상부에서 양쪽으로 분지된 분지 프레임(33)을 포함할 수 있다.

이때, 상기 허벅지 연결부(30)는 허벅지 측면에서 상기 고관절 연결부(20)에 회전 가능하게 연결되는 볼 조인트(31)와, 상기 볼 조인트(31)로부터 허벅지 전방 방향으로 연장된 다음 무릎 상부에서 양쪽으로 분지되어 단부가 무릎 양측면에 배치된 프레임(32, 33)을 포함할 수 있다.

상기 무릎 관절 작동부(40)는, 도 1 내지 도 6을 참고하면, 상기 분지 프레임(33)에 회전 가능하게 각각 연결되고, 단부가 정강이 부분에 배치되어 후방에서 전방으로 밀어 근력을 보조할 수 있다.

이때, 상기 무릎 관절 작동부(40)는 양쪽의 상기 분지 프레임(33)에 각각 연결된 무릎 관절 부재(41)와, 상기 무릎 관절 부재(41)에 회전 가능하게 각각 연결된 다음 무릎 하부에서 합쳐진 다음 정강이 일부까지 연장된 작동 부재(42)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 작동 부재(42)는 상기 와이어(50)가 경유하는 부분에 와이어(50)를 안내하는 제1 롤러(47)가 구비될 수 있다.

이때, 상기 무릎 관절 부재(41)는 상기 분지 프레임(33)이 회전 가능하게 연결되는 제1 회전 포인트(41a)와 상기 작동 부재(42)의 상단이 회전 가능하게 연결되는 제2 회전 포인트(41b)를 포함할 수 있다.

이때, 상기 무릎 관절 부재(41)는 와이어(50)의 이동 마찰을 줄여 안내하는 제2 롤러(43)가 구비될 수 있다.

이때, 작동 부재(42)는 신체에 밀착될 수 있도록 밴드(42a)를 사용할 수도 있다. 이것은 작동 부재(42)의 형태에서 기인한 것으로 다른 형태일 경우에는 밴드 착용을 할 필요가 없을 수도 있음은 물론이다.

상기 와이어(50)는, 일단은 상기 구동부(10)에 고정되고, 상기 고관절 연결부(20), 허벅지 연결부(20)의 한쪽 분지 프레임(33), 그리고 무릎 관절 작동부(40)를 경유한 다음 반대편 분지 프레임(33)에 타단이 고정될 수 있다.

이때, 상기 와이어(50)가 연장되는 구간 중 일부에는 와이어(50)의 마찰을 줄일 수 있도록 와이어 튜브(51)가 구비될 수 있다.

도 1을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇을 착용한 사시도가 도시되어 있다. 허리 벨트(2) 부분에 구동부(10)가 착용되어 있다. 구동부(10)로부터 고관절 연결부(20)가 인체의 측면으로 연장 설치되어 있고, 6 자유도로 연결되어 있기 때문에 착용자에게 매우 편안한 착용을 제공할 수 있다. 허벅지 연결부(20)는 측면으로부터 정면으로 연장되는 허벅지 프레임(32)을 가지기 때문에 밀착 착용이 가능해 이격이 최소화될 수 있다. 허벅지 프레임(32)은 양쪽으로 분지되어 분지 프레임(33)으로 연장되고 각각 무릎 관절 부재(41)에 의해 무릎 관절 작동부(40)와 연결된다. 이때 무릎 관절 부재(41)는 도면 기준으로 상하로 제1 회전 포인트(41a)와 제2 회전 포인트(41b)가 형성되어 있다. 상부 측의 허벅지 프레임(32)은 제1 회전 포인트(41a)를 중심으로 회전하게 되고, 하부 측의 작동 부재(42)는 제2 회전 포인트(41b)를 중심으로 회전하게 된다. 이러한 2개의 회전 포인트에 의해 착용자의 평상 시 무릎 동작 범위에 제한을 주지 않게 된다. 또한 이러한 무릎 부분의 구조에 의해 정강이와 무릎 보호대와 같은 기성품과의 호환이 가능해질 수 있다.

도 2를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 전방 사시도가 도시되어 있고, 도 3을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 후방 사시도가 도시되어 있다. 구동부(10)는 허리 후방에 배치되고, 고관절 연결부(20)는 고관절 측면에 배치되어 있으며, 허벅지 연결부(30)와 무릎 관절 작동부(40)는 전체적으로 전방을 향하도록 신체에 밀착되어 있기 때문에 착용자의 신체와 밀착도를 높임으로써 우수한 착용감을 제공하고, 근력보조 작동 시 이질감을 최소화할 수 있다. 무릎 관절 부재(41)가 각 무릎의 양쪽에 각각 설치되어 있는 형태이고 힘을 전달하고 지지하는 부분이 신체 전방에 배치되어 있기 때문에 작동 시 힘의 균형에 의해 정확한 방향으로 근력을 보조할 수 있다.

도 4를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 고관절 연결부의 작동을 보여주는 사시도가 도시되어 있고, 도 5를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 고관절 연결부(20)의 분해 사시도가 도시되어 있다. 고관절 연결부(20)의 슬라이드 프레임(21)은 일단이 벨트 프레임(11)에 힌지 연결되어 있다. 슬라이드 프레임(21)의 슬라이드 홈(21a)에는 슬라이딩 가능하게 슬라이더(22)가 삽입되어 있다. 이러한 구조에 의해 고관절 연결부(20)의 길이가 조절될 수 있다. 이러한 길이 조절은 착용자에게 평상 시 움직임에 따라 작동됨으로써 편안한 착용감을 제공한다. 슬라이더(22)는 슬롯(22a)과 슬롯(22a)을 연결하는 피스(21b)에 의해 연결된다. 슬라이더(22)의 일측에는 길이 조절 부재(23,24)가 힌지 연결된다. 길이 조절 부재(23, 24)는 착용자의 신체 치수에 따라 그 길이를 조절할 수 있다. 길이 조절 부재(23, 24)는 제1 부재(23)와 제2 부재(24)를 포함하고, 제1 부재(23)와 제2 부재(24)는 길이 방향을 따라 조립되되 그 길이를 조절할 수 있도록 슬롯(23a)과 피스(23b)에 의해 고정될 수 있다. 길이 조절 부재(23, 24)의 단부에는 허벅지 연결부(30)의 볼 조인트(31)가 연결될 수 있다. 이러한 고관절 연결부(20)의 연결 구조들에 의해 6 자유도가 가능하게 되고 그에 따라 평상 시에도 착용자는 매우 편안한 상태를 항시 유지할 수 있다.

도 6을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 무릎 관절 부재의 주변 부품의 분해 사시도가 도시되어 있다. 무릎 관절 작동부(40)의 무릎 관절 부재(41)는 2개의 회전 포인트(41a, 41b)를 갖는 것은 전술한 바와 같다. 두개의 패널 부재가 스페이서(45)에 의해 일정 거리를 유지하면서 2 개의 회전 포인트(41a, 41b)가 성립되도록 결합되어 있고, 회전 포인트(41a, 41b)에는 각각 고무 부싱(44)이 구비되어 작동 시 비틀림을 흡수하여 이를 해결할 수 있다. 무릎 관절 부재(41)의 제1 회전 포인트(41a)에는 분지 프레임(33)의 하단부가 회전 가능하게 연결되고 제2 회전 포인트(41b)에는 작동 부재(42)가 회전 가능하게 연결된다. 따라서 2개의 회전축(41a, 41b)을 통해 착용자의 무릎 작동 범위에 제한을 가하지 않는 것은 전술한 바와 같다. 더불어 와이어(50)를 마찰 저감시키고 안내하기 위한 제2 롤러(43)가 무릎 관절 부재(41) 내측에 설치되어 있다. 와이어(50)가 작동하는 부분 중에는 마찰을 줄일 필요나 미관상의 필요에 의해 튜브(51)를 설치하고 그를 통과하도록 할 수 있다.

도 7을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 고관절 연결부의 다른 실시예가 도시되어 있다. 도 4와 같은 도면으로서 슬라이드 프레임(21)과 슬라이더(22) 사이에 주위로부터 가해지는 충격을 흡수할 수 있도록 탄성부재(21c)를 설치할 수 있다. 스프링 외에도 충격을 흡수할 수 있는 고무 부재 등을 설치할 수도 있다.

도 8 및 도 9를 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 작동 전후의 사시도가 도시되어 있고, 도 10을 참고하면, 본 발명의 실시예에 따른 하지 근력보조 웨어러블 로봇의 작동 전후의 와이어(50)를 기준으로 하는 형태 변화를 보여주는 측면도와 정면도가 도시되어 있다. 도 8은 무릎이 굽어진 상태로서 이러한 상태에서 무릎을 펼 때, 근력보조 작동이 이루어지게 된다. 무릎을 펼 때에는 허벅지의 근육이 사용될 것인데 근육의 힘을 보조하기 위하여 구동모터(12)가 작동하고 와이어(50)의 길이가 짧아지면서 결국 무릎이 펴지는 회전 방향으로 작동 부재(42)가 회전하는 힘을 전달하게 된다. 이러한 힘이 근력보조로 작용하게 된다. 와이어(50)는 분지 프레임(33), 무릎 내측의 무릎 관절 부재(41)를 경유하고 제1 롤러(47)와 무릎 외측의 무릎 관절 부재(41)를 경유한 다음 단부가 분지 프레임(33)에 다시 고정되어 있기 때문에 이러한 작동이 가능해진다. 다시, 도 10을 참고하면, 평상시의 상태 (a)를 참고하면 와이어(50) 단부로부터 제1 롤러(47)까지의 거리는 L이지만, 작동시의 (b)를 참고하면, 구동모터(12)의 작동에 의해 와이어(50)가 당겨지면 거리는 L-α가 될 것이고 작동 부재(42)는 제2 회전 포인트(41b)를 중심으로 회전되어 펴진 상태로 될 수 있다.

본 발명의 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시예에 의해 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.

1 : 하지 근력보조 웨어러블 로봇
2 : 벨트 10 : 구동부
11 : 벨트 프레임 12 : 구동모터
20 : 고관절 연결부 21 : 슬라이드 프레임
22 : 슬라이더 23, 24 : 결합 부재
30 : 허벅지 연결부 31 : 볼 조인트
32 : 허벅지 프레임 33 : 분지 프레임
40 : 무릎 관절 작동부 41 : 무릎 관절 부재
42 : 작동 부재 43 : 제2 롤러
44 : 고무 부싱 45 : 스페이서
47 : 제1 롤러 50 : 와이어
51 : 튜브

Claims (10)

1. 허리 일부에 고정되어 구동력을 제공하는 구동부;
   상기 구동부의 프레임에 회전 및 슬라이딩 가능하게 연결되어 고관절 부분에 설치된 고관절 연결부;
   상기 고관절 연결부에 회전 가능하게 연결되고 허벅지 전방에 밀착되는 프레임과 무릎 상부에서 양쪽으로 분지된 분지 프레임을 포함하는 허벅지 연결부;
   상기 분지 프레임에 회전 가능하게 각각 연결되고, 단부가 정강이 부분에 배치되어 후방에서 전방으로 밀어 근력을 보조하는 무릎 관절 작동부; 및
   일단은 상기 구동부에 고정되고, 상기 고관절 연결부, 허벅지 연결부의 한쪽 분지 프레임, 그리고 무릎 관절 작동부를 경유한 다음 반대편 분지 프레임에 타단이 고정된 와이어;을 포함하는, 하지 근력보조 웨어러블 로봇.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 구동부는,
   허리에 고정되는 벨트 프레임; 및
   상기 벨트 프레임에 고정되고, 상기 와이어를 당기는 구동력을 제공하는 구동모터;를 포함하는, 하지 근력보조 웨어러블 로봇.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 고관절 연결부는,
   상기 구동부에 힌지 연결된 슬라이드 프레임;
   상기 슬라이드 프레임에 슬라이딩 가능하게 조립된 슬라이더; 및
   상기 슬라이더에 힌지 연결된 길이 조절 부재;를 포함하는, 하지 근력보조 웨어러블 로봇.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 슬라이드 프레임과 상기 슬라이더 사이에는 충격을 흡수할 수 있도록 탄성부재가 구비된, 하지 근력보조 웨어러블 로봇.
5. 제1 항에 있어서,
   상기 허벅지 연결부는,
   허벅지 측면에서 상기 고관절 연결부에 회전 가능하게 연결되는 볼 조인트; 및
   상기 볼 조인트로부터 허벅지 전방 방향으로 연장된 다음 무릎 상부에서 양쪽으로 분지되어 단부가 무릎 양측면에 배치된 허벅지 프레임;을 포함하는, 하지 근력보조 웨어러블 로봇.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 무릎 관절 작동부는,
   양쪽의 상기 분지 프레임에 각각 연결된 무릎 관절 부재;
   상기 무릎 관절 부재에 회전 가능하게 각각 연결된 다음 무릎 하부에서 합쳐진 다음 정강이 일부까지 연장된 작동 부재;를 포함하는, 하지 근력보조 웨어러블 로봇.
7. 제6 항에 있어서,
   상기 작동 부재는 상기 와이어가 경유하는 부분에 와이어를 안내하는 제1 롤러가 구비된, 하지 근력보조 웨어러블 로봇.
8. 제6 항에 있어서,
   상기 무릎 관절 부재는 상기 분지 프레임이 회전 가능하게 연결되는 제1 회전 포인트와 상기 작동 부재의 상단이 회전 가능하게 연결되는 제2 회전 포인트를 포함하는, 하지 근력보조 웨어러블 로봇.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 무릎 관절 부재는 와이어의 이동 마찰을 줄여 안내하는 제2 롤러가 구비된, 하지 근력보조 웨어러블 로봇.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 와이어가 연장되는 구간 중 일부에는 와이어의 마찰을 줄일 수 있도록 와이어 튜브가 구비된, 하지 근력보조 웨어러블 로봇.

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