KR102815502B1

KR102815502B1 - Support with bistable spring and motion assitance appartus comprising thereof

Info

Publication number: KR102815502B1
Application number: KR1020200136636A
Authority: KR
Inventors: 최병준; 이연백; 노세곤; 이민형
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2020-07-03
Filing date: 2020-10-21
Publication date: 2025-06-02
Anticipated expiration: 2040-10-21
Also published as: KR20220004526A

Abstract

일 실시 예에 따른 지지부는, 메인 바디; 상기 메인 바디에 연결되는 한 쌍의 메인 프레임; 상기 한 쌍의 메인 프레임에 각각 연결되는 한 쌍의 스트랩; 상기 한 쌍의 스트랩 각각의 내부에 마련되고, 복원력을 통해 2개의 안정 상태(stable state) 중 어느 하나의 안정 상태로 유지되는 쌍안정 스프링(bistable spring)을 포함하고, 상기 2개의 안정 상태는, 상기 쌍안정 스프링이 길이 방향을 따라 곧게 뻗은 형상을 갖는 제 1 안정 상태와, 상기 쌍안정 스프링이 1회 굴곡된 형상을 갖는 제 2 안정 상태를 포함하고, 상기 스트랩의 형상은 상기 쌍안정 스프링의 형상에 따라 결정될 수 있다.According to one embodiment, a support member includes: a main body; a pair of main frames connected to the main body; a pair of straps respectively connected to the pair of main frames; and a bistable spring provided inside each of the pair of straps and maintained in one of two stable states through a restoring force, wherein the two stable states include a first stable state in which the bistable spring has a shape in which it is straightened along a longitudinal direction, and a second stable state in which the bistable spring has a shape in which it is bent once, and the shape of the strap can be determined according to the shape of the bistable spring.

Description

Support with bistable spring and motion assisting apparatus including same {SUPPORT WITH BISTABLE SPRING AND MOTION ASSITANCE APPARTUS COMPRISING THEREOF}

본 발명은 쌍안정 스프링을 갖는 지지부 및 이를 포함하는 운동 보조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a support having a bistable spring and a motion assistance device including the same.

운동 보조 장치(motion assistance device)는 각종 질환이나 사고 등으로 인하여 스스로 걷지 못하는 환자들이 재활 치료를 위한 운동을 할 수 있도록 도와주는 기구 또는 장치를 말한다. 최근 고령화 사회가 심화됨에 따라 관절의 문제로 정상적인 운동이 어렵거나 운동에 대해 불편을 호소하는 사람들이 증가하여 운동 보조 장치에 대한 관심도 높아지고 있다. 운동 보조 장치는 사용자의 신체에 장착되어 사용자가 운동하는데 필요한 근력을 보조(assistance)해 주고, 사용자가 정상적으로 운동할 수 있도록 사용자의 보행을 유도한다.A motion assistance device is a device or apparatus that helps patients who cannot walk on their own due to various diseases or accidents to perform rehabilitation exercises. Recently, as the aging society has become more serious, the number of people who have difficulty in normal exercise due to joint problems or who complain of discomfort when exercising has increased, and interest in motion assistance devices has also increased. Motion assistance devices are attached to the user's body to assist the muscle strength required for the user to exercise and guide the user's walking so that the user can exercise normally.

일반적으로, 운동 보조 장치를 착용하는 사용자는 신체 거동이 불편한 사람들이다. 이들에게 운동 보조 장치를 착용하는 과정 자체가 버거울 수 있다. 신체 거동이 불편한 사용자가 다른 사람의 도움 없이 혼자서 운동 보조 장치를 착용할 수 있도록 하는 기술이 요구되는 실정이다.In general, users who wear exercise assistive devices are those who have difficulty in moving. The process of wearing exercise assistive devices can be burdensome for them. There is a need for technology that allows users with difficulty in moving to wear exercise assistive devices on their own without the help of others.

위에서 설명한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The background technology described above is technology that the inventor possessed or acquired in the process of deriving the disclosure content of the present application, and cannot necessarily be said to be a publicly known technology disclosed to the general public prior to the present application.

상기 쌍안정 스프링이 상기 제 1 안정 상태에 있을 때, 상기 한 쌍의 스트랩 각각은 상기 메인 프레임으로부터 전방으로 연장된 형상을 유지할 수 있다.When the above bistable spring is in the first stable state, each of the pair of straps can maintain a shape extending forward from the main frame.

상기 한 쌍의 스트랩 각각의 내부에 마련된 상기 쌍안정 스프링이 모두 상기 제 2 안정 상태에 있을 때, 상기 한 쌍의 스트랩 각각은 서로 오버랩될 수 있다.When both of the bistable springs provided inside each of the pair of straps are in the second stable state, each of the pair of straps can overlap each other.

상기 쌍안정 스프링은, 상기 제 1 안정 상태에 있을 때 길이 방향에 대해 수직한 방향으로 볼록한 형상을 갖고, 상기 제 1 안정 상태에서 상기 제 2 안정 상태로 전환되는 동안 상기 볼록한 형상의 곡률은 감소할 수 있다.The above bistable spring has a convex shape in a direction perpendicular to the longitudinal direction when in the first stable state, and the curvature of the convex shape can decrease during a transition from the first stable state to the second stable state.

상기 쌍안정 스프링은 상기 스트랩의 길이 방향을 기준으로 위치가 고정될 수 있다.The above bistable spring can be fixed in position with respect to the longitudinal direction of the strap.

상기 스트랩은 상기 쌍안정 스프링을 수용하기 위한 수용 공간을 포함하고, 상기 스트랩의 길이 방향에 대해 수직한 방향을 기준으로, 상기 수용 공간의 폭은 상기 스트랩의 폭 보다 클 수 있다.The above strap includes an accommodation space for accommodating the bistable spring, and a width of the accommodation space may be greater than a width of the strap in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the strap.

상기 제 2 안정 상태에서 상기 쌍안정 스프링의 폭은, 상기 제 1 안정 상태에서 상기 쌍안정 스프링의 폭 보다 크고, 상기 수용 공간의 폭 보다 작을 수 있다.In the second stable state, the width of the bistable spring may be larger than the width of the bistable spring in the first stable state and smaller than the width of the accommodation space.

상기 지지부는, 상기 스트랩의 내측에 마련되고, 상기 스트랩의 길이 방향에 대해 수직한 방향을 기준으로 상기 쌍안정 스프링에 오버랩되는 패드를 더 포함할 수 있다.The above support member may further include a pad provided on the inner side of the strap and overlapping the bistable spring in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the strap.

상기 패드는 상기 스트랩에 탈착 가능하다.The above pad is detachable from the above strap.

상기 지지부는, 상기 한 쌍의 스트랩 중 어느 하나의 스트랩에 연결되고, 다른 하나의 스트랩을 감쌀 수 있는 한 쌍의 보조 스트랩을 포함할 수 있다.The above support member may include a pair of auxiliary straps connected to one of the pair of straps and capable of wrapping around the other strap.

상기 지지부는, 상기 한 쌍의 보조 스트랩 각각의 내부에 마련되는 보조 쌍안정 스프링을 더 포함할 수 있다.The above support member may further include an auxiliary bistable spring provided inside each of the pair of auxiliary straps.

상기 지지부는, 상기 스트랩의 내부에 마련되고, 상기 스트랩 보다 상대적으로 강성한 재질로 형성되는 이너 프레임을 더 포함할 수 있다.The above support member may further include an inner frame provided inside the strap and formed of a material that is relatively stronger than the strap.

상기 이너 프레임은, 상기 메인 프레임으로부터 연장되고, 상기 쌍안정 스프링에 연결되는 제 1 이너 프레임; 및 상기 쌍안정 스프링으로부터 상기 스트랩의 단부를 향해 연장되는 제 2 이너 프레임을 포함할 수 있다.The inner frame may include a first inner frame extending from the main frame and connected to the bistable spring; and a second inner frame extending from the bistable spring toward an end of the strap.

상기 쌍안정 스프링은 복수 개로 마련되고, 복수 개의 쌍안정 스프링은 상기 스트랩의 길이 방향을 따라 서로 이격되어 배치될 수 있다.The above bistable spring is provided in multiple pieces, and the multiple bistable springs can be arranged spaced apart from each other along the length direction of the strap.

일 실시 예에 따른 지지부는, 메인 프레임; 상기 메인 프레임의 양단에 각각 연결되는 한 쌍의 스트랩; 상기 한 쌍의 스트랩 각각의 내부에 마련되고, 복원력을 통해 2개의 안정 상태(stable state) 중 어느 하나의 안정 상태로 유지되는 쌍안정 스프링(bistable spring)을 포함하고, 상기 2개의 안정 상태는, 상기 쌍안정 스프링이 길이 방향을 따라 곧게 뻗은 형상을 갖는 제 1 안정 상태와, 상기 쌍안정 스프링이 1회 굴곡된 형상을 갖는 제 2 안정 상태를 포함하고, 상기 스트랩의 형상은 상기 쌍안정 스프링의 형상에 따라 결정될 수 있다.According to one embodiment, a support member includes: a main frame; a pair of straps respectively connected to opposite ends of the main frame; a bistable spring provided inside each of the pair of straps and maintained in one of two stable states through a restoring force, wherein the two stable states include a first stable state in which the bistable spring has a shape in which it is straightened along a longitudinal direction, and a second stable state in which the bistable spring has a shape in which it is bent once, and the shape of the strap can be determined according to the shape of the bistable spring.

일 실시 예에 따른 운동 보조 장치는, 메인 바디; 상기 메인 바디에 연결되는 한 쌍의 메인 프레임; 상기 한 쌍의 메인 프레임에 각각 연결되는 한 쌍의 스트랩; 상기 한 쌍의 스트랩 각각의 내부에 마련되고, 복원력을 통해 2개의 안정 상태(stable state) 중 어느 하나의 안정 상태로 유지되는 쌍안정 스프링(bistable spring); 상기 메인 프레임에 배치되는 액츄에이터; 및 상기 액츄에이터로부터 동력을 전달 받아 회전 가능한 구동 프레임을 포함할 수 있다.A motion assistance device according to one embodiment may include: a main body; a pair of main frames connected to the main body; a pair of straps respectively connected to the pair of main frames; a bistable spring provided inside each of the pair of straps and maintained in one of two stable states through a restoring force; an actuator disposed on the main frame; and a driving frame rotatable by receiving power from the actuator.

상기 2개의 안정 상태는, 상기 쌍안정 스프링이 길이 방향을 따라 곧게 뻗은 형상을 갖는 제 1 안정 상태와, 상기 쌍안정 스프링이 1회 굴곡된 형상을 갖는 제 2 안정 상태를 포함하고, 상기 스트랩의 형상은 상기 쌍안정 스프링의 형상에 따라 결정될 수 있다.The above two stable states include a first stable state in which the bistable spring has a shape in which it is straightened along the longitudinal direction, and a second stable state in which the bistable spring has a shape in which it is bent once, and the shape of the strap can be determined according to the shape of the bistable spring.

상기 쌍안정 스프링이 상기 제 1 안정 상태에 있을 때, 상기 한 쌍의 스트랩 각각은 상기 메인 프레임으로부터 전방으로 연장된 형상된 상태를 유지할 수 있다.When the above bistable spring is in the first stable state, each of the pair of straps can maintain a state in which it is shaped to extend forward from the main frame.

상기 스트랩의 내측에 마련되고, 상기 스트랩의 길이 방향에 대해 수직한 방향을 기준으로 상기 쌍안정 스프링에 오버랩되는 패드를 더 포함할 수 있다.The strap may further include a pad provided on the inner side thereof and overlapping the bistable spring in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the strap.

상기 운동 보조 장치는, 상기 스트랩의 내부에 마련되고, 상기 스트랩 보다 상대적으로 강성한 재질로 형성되는 이너 프레임을 더 포함할 수 있다.The above exercise assistance device may further include an inner frame provided inside the strap and formed of a material that is relatively stronger than the strap.

도 1은 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치를 도시하는 정면도이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치를 도시하는 측면도이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 쌍안정 스프링이 제 1 안정 상태에 있을 때 지지부를 도시하는 평면도이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 쌍안정 스프링이 제 2 안정 상태에 있을 때 지지부를 도시하는 평면도이다.
도 5은 제 1 안정 상태의 쌍안정 스프링을 도시하는 사시도이다.
도 6은 제 2 안정 상태의 쌍안정 스프링을 도시하는 사시도이다.
도 7은 쌍안정 스프링의 변위 각도에 따른 포텐셜 에너지를 개략적으로 도시하는 그래프이다.
도 8은 도 3의 절개선 Ⅷ-Ⅷ를 따라 절개한 단면도이다.
도 9는 도 3의 절개선 Ⅸ-Ⅸ을 따라 절개한 단면도이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 메인 프레임, 스트랩 및 쌍안정 스프링을 도시하는 단면도이다.
도 11은 제 2 스트랩이 제 1 스트랩에 접근하는 모습을 도시하는 단면도이다.
도 12는 한 쌍의 스트랩이 고정 부재에 의해 고정된 상태를 도시하는 단면도이다.
도 13 및 도 14는 일 실시 예에 따른 지지부를 도시하는 평면도이다.
도 15는 일 실시 예에 따른 지지부를 개략적으로 도시하는 평면도이다.
도 16 및 도 17은 일 실시 예에 따른 메인 프레임, 스트랩, 쌍안정 스프링 및 이너 프레임을 도시하는 단면도이다.
도 18은 일 실시 예에 따른 지지부가 신체에 착용된 모습을 개략적으로 도시하는 정면도이다.FIG. 1 is a front view illustrating an exercise assistance device according to one embodiment.
FIG. 2 is a side view illustrating an exercise assistance device according to one embodiment.
FIG. 3 is a plan view illustrating a support when a bistable spring according to one embodiment is in a first stable state.
FIG. 4 is a plan view illustrating a support when a bistable spring according to one embodiment is in a second stable state.
Figure 5 is a perspective view showing a bistable spring in a first stable state.
Figure 6 is a perspective view showing a bistable spring in a second stable state.
Figure 7 is a graph schematically illustrating the potential energy according to the displacement angle of a bistable spring.
Figure 8 is a cross-sectional view taken along the cut line Ⅷ-Ⅷ of Figure 3.
Figure 9 is a cross-sectional view taken along the cut line Ⅸ-Ⅸ of Figure 3.
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a main frame, straps, and bistable springs according to one embodiment.
Figure 11 is a cross-sectional view showing the second strap approaching the first strap.
Figure 12 is a cross-sectional view showing a state where a pair of straps are fixed by a fixing member.
FIGS. 13 and 14 are plan views illustrating a support according to one embodiment.
FIG. 15 is a plan view schematically illustrating a support according to one embodiment.
FIGS. 16 and 17 are cross-sectional views illustrating a main frame, straps, bistable springs, and inner frames according to one embodiment.
FIG. 18 is a front view schematically illustrating a support member worn on a body according to one embodiment.

실시예들에 대한 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 예시를 위한 목적으로 개시된 것으로서, 다양한 형태로 변경되어 구현될 수 있다. 따라서, 실제 구현되는 형태는 개시된 특정 실시예로만 한정되는 것이 아니며, 본 명세서의 범위는 실시예들로 설명한 기술적 사상에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Specific structural or functional descriptions of the embodiments are disclosed for illustrative purposes only and may be implemented in various forms. Accordingly, the actual implemented form is not limited to the specific embodiments disclosed, and the scope of the present disclosure includes modifications, equivalents, or alternatives included in the technical idea described in the embodiments.

제 1 또는 제 2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이런 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 해석되어야 한다. 예를 들어, 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소는 제 1 구성요소로도 명명될 수 있다.Although the terms first or second may be used to describe various components, such terms should be construed only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, a second component may also be referred to as a first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When it is said that a component is "connected" to another component, it should be understood that it may be directly connected or connected to that other component, but there may also be other components in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설명된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, the terms "comprises" or "has" and the like are intended to specify the presence of a described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, but should be understood to not preclude the presence or addition of one or more other features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

어느 하나의 실시 예에 포함된 구성 요소와, 공동적인 기능을 포함하는 구성 요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.Components included in one embodiment and components that have common functions will be described using the same names in other embodiments. Unless otherwise stated, descriptions made in one embodiment may be applied to other embodiments, and specific descriptions will be omitted to the extent of overlap.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning they have in the context of the relevant art, and will not be interpreted in an idealized or overly formal sense unless explicitly defined herein.

이하, 실시예들을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고, 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. In describing with reference to the attached drawings, identical components are given the same reference numerals regardless of the drawing numbers, and redundant descriptions thereof will be omitted.

도 1은 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치를 도시하는 정면도이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 운동 보조 장치를 도시하는 측면도이다.FIG. 1 is a front view illustrating an exercise assist device according to one embodiment, and FIG. 2 is a side view illustrating an exercise assist device according to one embodiment.

도 1 및 도 2를 참조하면, 운동 보조 장치(100)는, 사용자에 착용되어 사용자의 운동을 보조할 수 있다. 사용자는 사람, 동물 또는 로봇 등일 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다. 또한, 도 1은 운동 보조 장치(100)가, 사용자의 허벅지의 운동을 보조하는 경우에 대하여 도시하고 있으나, 운동 보조 장치(100)는, 사용자의 손, 상박, 하박 등 상체의 다른 부분이나, 발, 종아리 등의 하체의 다른 부위를 보조하는 것도 가능하다(도 18 참조). 다시 말하면, 운동 보조 장치(100)는, 사용자의 일 부분의 운동을 보조할 수 있다. 이하, 운동 보조 장치(100)가, 사람의 허벅지의 운동을 보조하는 경우에 대하여 예시적으로 설명하기로 한다.Referring to FIGS. 1 and 2, the exercise assistance device (100) can be worn by a user to assist the user's exercise. The user may be a human, an animal, a robot, etc., but is not limited thereto. In addition, although FIG. 1 illustrates a case where the exercise assistance device (100) assists the exercise of the user's thigh, the exercise assistance device (100) can also assist other parts of the user's upper body, such as the user's hand, upper arm, or lower arm, or other parts of the user's lower body, such as the user's foot or calf (see FIG. 18). In other words, the exercise assistance device (100) can assist the exercise of a part of the user. Hereinafter, a case where the exercise assistance device (100) assists the exercise of a human's thigh will be described as an example.

운동 보조 장치(100)는, 메인 바디(10)와, 한 쌍의 메인 프레임(20)과, 한 쌍의 스트랩(11)과, 한 쌍의 스트랩(11) 중 어느 하나의 스트랩에 연결되는 보조 스트랩(15)과, 엑츄에이터(21)와, 조인트 부재(22)와, 구동 프레임(23)을 포함할 수 있다.The exercise assistance device (100) may include a main body (10), a pair of main frames (20), a pair of straps (11), an auxiliary strap (15) connected to one of the straps (11), an actuator (21), a joint member (22), and a driving frame (23).

메인 바디(10)는 내부에 엑츄에이터(21)를 제어하기 위한 제어부(미도시)와, 엑츄에이터(21)로 전원을 공급하기 위한 전원 공급부(미도시)를 수용할 수 있다. 예를 들어, 메인 바디(10)는 운동 보조 장치(100)가 사용자의 신체에 착용된 상태를 기준으로, 사용자의 등 쪽에 배치될 수 있다.The main body (10) can accommodate a control unit (not shown) for controlling an actuator (21) inside and a power supply unit (not shown) for supplying power to the actuator (21). For example, the main body (10) can be placed on the user's back based on the state in which the exercise assistance device (100) is worn on the user's body.

한 쌍의 메인 프레임(20)은 메인 바디(10)에 연결될 수 있다. 메인 프레임(20)은 사용자에 고정될 수 있다. 메인 프레임(20)은, 사용자의 외면의 적어도 일부에 접촉할 수 있다. 메인 프레임(20)은, 사용자의 외면을 따라서 감싸는 형상일 수 있다. 메인 프레임(20)은, 사용자의 접촉 부분에 대응하는 형상으로 만곡 형성될 수 있다. 다시 말하면, 메인 프레임(20)은, 사용자에 접촉하는 만곡면을 포함할 수 있다. 예를 들어, 메인 프레임(20)은, 사용자의 허리의 일측에 고정될 수 있다.A pair of main frames (20) can be connected to the main body (10). The main frame (20) can be fixed to the user. The main frame (20) can contact at least a part of the outer surface of the user. The main frame (20) can have a shape that wraps around the outer surface of the user. The main frame (20) can be curved in a shape corresponding to the contact portion of the user. In other words, the main frame (20) can include a curved surface that contacts the user. For example, the main frame (20) can be fixed to one side of the user's waist.

한 쌍의 스트랩(11)은 한 쌍의 메인 프레임(20)에 각각 연결될 수 있다. 한 쌍의 스트랩(11)은 사용자가 운동 보조 장치(100)를 착용하기 전 상태에서는 전방(+x 방향)으로 뻗어 있는 형상을 유지할 수 있고, 사용자가 한 쌍의 메인 프레임(20) 안쪽으로 진입하는 것을 방해하지 않을 수 있다. 한편, 사용자가 한 쌍의 메인 프레임(20) 안쪽으로 진입한 상태에서는, 한 쌍의 스트랩(11)은 변형되어, 도면에 도시된 바와 같이, 사용자의 전방 부분을 감쌀 수 있다. 메인 바디(10), 한 쌍의 메인 프레임(20) 및 한 쌍의 스트랩(11)은 사용자의 둘레를 전체적으로 감쌀 수 있다.A pair of straps (11) can be respectively connected to a pair of main frames (20). The pair of straps (11) can maintain a shape extending forward (in the +x direction) before the user wears the exercise assistance device (100) and can not hinder the user from entering into the pair of main frames (20). Meanwhile, when the user enters into the pair of main frames (20), the pair of straps (11) can be deformed and wrap around the front part of the user, as shown in the drawing. The main body (10), the pair of main frames (20), and the pair of straps (11) can wrap around the entire circumference of the user.

한 쌍의 보조 스트랩(15)은, 한 쌍의 스트랩(11)이 서로 오버랩된 상태에서, 한 쌍의 스트랩(11)을 서로 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 스트랩(11) 중 어느 하나의 스트랩은 한 쌍의 보조 스트랩(15)과 함께 다른 하나의 스트랩을 감쌀 수 있다. A pair of auxiliary straps (15) can secure a pair of straps (11) to each other while the pair of straps (11) overlap each other. For example, one strap of a pair of straps (11) can wrap around the other strap together with a pair of auxiliary straps (15).

엑츄에이터(21)는, 조인트 부재(22)로 전달되는 동력을 제공할 수 있다. 엑츄에이터(21)는, 전원 공급부로부터 전압 또는 전류를 제공받아 동력을 생성하는 모터를 포함할 수 있다. 예를 들어, 엑츄에이터(21)는, 조인트 부재(22)의 측 방향에 배치될 수 있다. 다시 말하면, 엑츄에이터(21)의 회전 축 및 조인트 부재(22)의 회전 축은 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 이 경우, 엑츄에이터(21) 및 조인트 부재(22)가 회전 축을 공유하는 경우보다, 사용자로부터 돌출되는 높이를 줄일 수 있다. 한편, 도면과 달리 엑츄에이터(21)는 조인트 부재(22)와 이격하여 배치될 수도 있다. 이 경우, 엑츄에이터(21)로부터 조인트 부재(22)로 동력을 전달하는 동력 전달 모듈이 구비될 수 있다. 동력 전달 모듈은, 기어 등의 회전체이거나, 와이어, 케이블, 스트링, 고무줄, 스프링, 벨트, 또는 체인 등의 길이 방향 부재일 수도 있다. 다만, 실시 예에서, 엑츄에이터(21)의 위치 및 동력 전달 구조가 제한되는 것은 아니다. The actuator (21) can provide power transmitted to the joint member (22). The actuator (21) can include a motor that receives voltage or current from a power supply and generates power. For example, the actuator (21) can be arranged in the lateral direction of the joint member (22). In other words, the rotation axis of the actuator (21) and the rotation axis of the joint member (22) can be arranged to be spaced apart from each other. In this case, the height protruding from the user can be reduced compared to when the actuator (21) and the joint member (22) share the rotation axis. Meanwhile, unlike the drawing, the actuator (21) can also be arranged spaced apart from the joint member (22). In this case, a power transmission module that transmits power from the actuator (21) to the joint member (22) can be provided. The power transmission module may be a rotating body such as a gear, or a longitudinal member such as a wire, cable, string, rubber band, spring, belt, or chain. However, in the embodiment, the position of the actuator (21) and the power transmission structure are not limited.

조인트 부재(22)는, 엑츄에이터(21)로부터 동력을 전달받아, 사용자의 관절부의 운동을 보조할 수 있다. 조인트 부재(22)는, 사용자의 관절부에 대응하는 위치에 배치될 수 있다. 조인트 부재(22)는, 메인 프레임(20)의 일측에 배치될 수 있다. 조인트 부재(22)의 일측은 엑츄에이터(21)에 연결되고, 타측은 구동 프레임(23)에 연결될 수 있다. 조인트 부재(22)는, 엑츄에이터(21)로부터 전달받은 동력에 의해 회전될 수 있다. 조인트 부재(22)의 일측에는, 조인트 부재(22)의 회전 각도를 측정하는 인코더(encoder)가 배치될 수 있다.The joint member (22) can receive power from the actuator (21) and assist the movement of the user's joint part. The joint member (22) can be placed at a position corresponding to the user's joint part. The joint member (22) can be placed on one side of the main frame (20). One side of the joint member (22) can be connected to the actuator (21), and the other side can be connected to the driving frame (23). The joint member (22) can be rotated by the power received from the actuator (21). An encoder for measuring the rotation angle of the joint member (22) can be placed on one side of the joint member (22).

구동 프레임(23)은 사용자의 일부의 운동을 보조할 수 있다. 구동 프레임(23)은, 조인트 부재(22)의 회전력에 의해 회전될 수 있다. 구동 프레임(23)은, 지지 프레임(231)과, 작용 부재(232)와, 지지 부재(233)를 포함할 수 있다. The driving frame (23) can assist some of the user's movements. The driving frame (23) can be rotated by the rotational force of the joint member (22). The driving frame (23) can include a support frame (231), an operating member (232), and a support member (233).

지지 프레임(231)은, 사용자의 일 부분의 운동을 보조하기 위한 보조력을 전달할 수 있다. 여기서 보조력이란, 사용자의 일 부분의 운동 방향과 일치하는 방향으로 작용하는 힘으로 이해될 수 있다. 다시 말하면, 보조력은, 사용자의 일 부분에 작용하는 힘 중에서, 일 부분의 운동 방향과 교차되는 방향의 힘을 제외한 힘으로 이해될 수 있다. 지지 프레임(231)의 일 단부는, 조인트 부재(22)와 연결되어 회동될 수 있다. 지지 프레임(231)의 타 단부는, 지지 부재(233)에 연결되어, 사용자의 일 부분에 보조력을 전달할 수 있다. 예를 들어, 지지 프레임(231)은 사용자의 허벅지를 밀거나 당길 수 있다. 지지 프레임(231)은, 사용자의 허벅지의 길이 방향을 따라서 연장될 수 있다. 지지 프레임(231)은 절곡되어 사용자의 허벅지 둘레의 적어도 일부를 감쌀 수 있다. The support frame (231) can transmit an auxiliary force to assist the movement of a part of the user. Here, the auxiliary force can be understood as a force acting in a direction that matches the movement direction of the part of the user. In other words, the auxiliary force can be understood as a force acting on the part of the user, excluding the force in a direction that intersects the movement direction of the part. One end of the support frame (231) can be connected to the joint member (22) and rotated. The other end of the support frame (231) can be connected to the support member (233) and transmit an auxiliary force to the part of the user. For example, the support frame (231) can push or pull the thigh of the user. The support frame (231) can extend along the longitudinal direction of the thigh of the user. The support frame (231) can be bent to wrap at least a portion of the circumference of the thigh of the user.

작용 부재(232)는, 사용자의 일부에 보조력을 작용할 수 있다. 작용 부재(232)는, 지지 프레임(231)의 타 단부 및 지지 부재(233) 사이에 배치될 수 있다. 예를 들어, 작용 부재(232)는, 사용자의 허벅지의 일측에 배치되어, 사용자의 허벅지를 밀거나 당길 수 있다. 작용 부재(232)는, 사용자의 허벅지의 전면에 배치될 수 있다. 작용 부재(232)는, 사용자의 허벅지의 둘레 방향을 따라 배치될 수 있다. 작용 부재(232)는, 지지 프레임(231)의 타 단부를 중심으로 양측으로 연장될 수 있다. 작용 부재(232)는, 사용자의 허벅지에 대응하는 만곡면을 포함할 수 있다. The actuating member (232) can apply an auxiliary force to a part of the user. The actuating member (232) can be arranged between the other end of the supporting frame (231) and the supporting member (233). For example, the actuating member (232) can be arranged on one side of the user's thigh and push or pull the user's thigh. The actuating member (232) can be arranged on the front side of the user's thigh. The actuating member (232) can be arranged along the circumferential direction of the user's thigh. The actuating member (232) can extend in both directions centered on the other end of the supporting frame (231). The actuating member (232) can include a curved surface corresponding to the user's thigh.

지지 부재(233)는, 작용 부재(232)의 일측에 연결될 수 있다. 예를 들어, 지지 부재(233)는, 사용자의 허벅지의 적어도 일부의 둘레를 감싸도록 배치되어, 사용자의 허벅지가 지지 프레임(231)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.The support member (233) may be connected to one side of the action member (232). For example, the support member (233) may be arranged to surround at least a portion of the user's thigh, thereby preventing the user's thigh from being dislodged from the support frame (231).

도 3은 일 실시 예에 따른 쌍안정 스프링이 제 1 안정 상태에 있을 때 지지부를 도시하는 평면도이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 쌍안정 스프링이 제 2 안정 상태에 있을 때 지지부를 도시하는 평면도이다.FIG. 3 is a plan view illustrating a support when a bistable spring according to one embodiment is in a first stable state, and FIG. 4 is a plan view illustrating a support when a bistable spring according to one embodiment is in a second stable state.

도 3 및 도 4를 참조하면, 운동 보조 장치(100)는 사용자의 신체에 착용되어 사용자의 신체 일부를 지지하는 지지부(A)를 포함할 수 있다. 여기서, 지지부(A)는 메인 바디(10), 한 쌍의 메인 프레임(20a, 20b), 한 쌍의 스트랩(111, 112), 쌍안정 스프링(12, bistable spring), 패드(14) 및 한 쌍의 보조 스트랩(151, 152)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 3 and 4, the exercise assistance device (100) may include a support member (A) that is worn on a user's body and supports a part of the user's body. Here, the support member (A) may include a main body (10), a pair of main frames (20a, 20b), a pair of straps (111, 112), a bistable spring (12), a pad (14), and a pair of auxiliary straps (151, 152).

한 쌍의 메인 프레임(20a, 20b)은 메인 바디(10)의 우측에 연결되는 제 1 메인 프레임(20a)과, 메인 바디(10)의 좌측에 연결되는 제 2 메인 프레임(20b)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 메인 프레임(20a, 20b)은 사용자 신체의 일부를 부분적으로 둘러쌀 수 있다A pair of main frames (20a, 20b) may include a first main frame (20a) connected to the right side of the main body (10) and a second main frame (20b) connected to the left side of the main body (10). A pair of main frames (20a, 20b) may partially surround a part of the user's body.

한 쌍의 스트랩(111, 112)은 제 1 메인 프레임(20a)에 연결되는 제 1 스트랩(111)과, 제 2 메인 프레임(20b)에 연결되는 제 2 스트랩(112)을 포함할 수 있다.A pair of straps (111, 112) may include a first strap (111) connected to a first main frame (20a) and a second strap (112) connected to a second main frame (20b).

제 1 스트랩(111) 및 제 2 스트랩(112) 각각은 도 3에 도시된 형상과 같은 '제 1 형상'을 갖거나, 도 4에 도시된 형상과 같은 '제 2 형상'을 가질 수 있다. 예를 들어, 제 1 스트랩(111) 또는 제 2 스트랩(112)이 외력에 의해 일시적으로 '제 1 형상' 또는 '제 2 형상'을 유지하지 못할 경우, 제 1 스트랩(111) 또는 제 2 스트랩(112)은 쌍안정 스프링(12)의 복원력에 의해 '제 1 형상' 또는 '제 2 형상'으로 복원될 수 있다.Each of the first strap (111) and the second strap (112) may have a 'first shape' such as the shape illustrated in FIG. 3, or a 'second shape' such as the shape illustrated in FIG. 4. For example, when the first strap (111) or the second strap (112) temporarily fails to maintain the 'first shape' or the 'second shape' due to an external force, the first strap (111) or the second strap (112) may be restored to the 'first shape' or the 'second shape' by the restoring force of the bistable spring (12).

사용자가 한 쌍의 메인 프레임(20a, 20b) 내측으로 진입하지 않은 상태에서, 한 쌍의 스트랩(111, 112) 각각은 '제 1 형상'을 유지할 수 있고, 한 쌍의 메인 프레임(20a, 20b)으로부터 전방으로 연장된 형상을 유지할 수 있다. 한편, 사용자가 운동 보조 장치(100)를 착용한 상태, 다시 말하면, 사용자가 한 쌍의 메인 프레임(20a, 20b) 내측으로 진입한 상태에서, 한 상의 스트랩(111, 112) 각각은 '제 1 형상'으로부터 '제 2 형상'으로 전환될 수 있고, 사용자의 전방을 감쌀 수 있다. 예를 들어, 사용자는 한 쌍의 스트랩(111, 112)에 손으로 외력을 인가하여, 한 쌍의 스트랩(111, 112)을 '제 1 형상'으로부터 '제 2 형상'으로 전환시킬 수 있다.When the user does not enter the inside of the pair of main frames (20a, 20b), each of the pair of straps (111, 112) can maintain the 'first shape' and can maintain a shape extending forward from the pair of main frames (20a, 20b). Meanwhile, when the user wears the exercise assistance device (100), in other words, when the user enters the inside of the pair of main frames (20a, 20b), each of the straps (111, 112) can be changed from the 'first shape' to the 'second shape' and can wrap around the front of the user. For example, the user can change the pair of straps (111, 112) from the 'first shape' to the 'second shape' by applying an external force to the pair of straps (111, 112) by hand.

쌍안정 스프링(12)은 한 쌍의 스트랩(111, 112) 각각의 내부에 마련되고, 복원력을 통해 2개의 안정 상태 중 어느 하나의 안정 상태로 유지될 수 있다. 2개의 안정 상태는, 쌍안정 스프링(12)이 길이 방향을 따라 곧게 뻗은 형상을 갖는 '제 1 안정 상태'와, 쌍안정 스프링(12)이 1회 굴곡된 형상을 갖는 '제 2 안정 상태'를 포함한다.A bistable spring (12) is provided inside each of a pair of straps (111, 112) and can be maintained in one of two stable states through a restoring force. The two stable states include a 'first stable state' in which the bistable spring (12) has a shape in which it is straightened along the longitudinal direction, and a 'second stable state' in which the bistable spring (12) has a shape in which it is bent once.

스트랩의 형상을 쌍안정 스프링(12)의 형상에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 쌍안정 스프링(12)이 '제 1 안정 상태'에 있을 때 스트랩은 '제 1 형상'을 유지할 수 있고, 쌍안정 스프링(12)이 '제 2 안정 상태'에 있을 때 스트랩은 '제 2 형상'을 유지할 수 있다.The shape of the strap can be determined according to the shape of the bistable spring (12). For example, when the bistable spring (12) is in the 'first stable state', the strap can maintain the 'first shape', and when the bistable spring (12) is in the 'second stable state', the strap can maintain the 'second shape'.

한 쌍의 스트랩(111, 112) 내부에 마련된 쌍안정 스프링(12)이 '제 1 안정 상태'에 있을 때, 한 쌍의 스트랩(111, 112) 각각은 한 쌍의 메인 프레임(20a, 20b)으로부터 전방(+x 방향)으로 연장된 형상을 유지할 수 있다.When the bistable spring (12) provided inside a pair of straps (111, 112) is in the ‘first stable state’, each of the pair of straps (111, 112) can maintain a shape extending forward (in the +x direction) from a pair of main frames (20a, 20b).

한 쌍의 스트랩(111, 112) 내부에 마련된 쌍안정 스프링(12)이 '제 2 안정 상태'에 있을 때, 한 쌍의 스트랩(111, 112) 각각은 서로 +x 방향을 기준으로 서로 오버랩될 수 있다.When the bistable spring (12) provided inside a pair of straps (111, 112) is in the ‘second stable state’, each of the pair of straps (111, 112) can overlap each other with respect to the +x direction.

패드(14)는 스트랩의 내측에 마련되고, 스트랩의 길이 방향에 대해 수직한 방향을 기준으로 쌍안정 스프링(12)에 오버랩될 수 있다. 예를 들어, 제 1 스트랩(111)의 내측(-y 방향)에 마련된 패드(14)는 제 1 스트랩(111) 내부에 마련된 쌍안정 스프링(12)과 스트랩(111)의 길이 방향(x축 방향)에 대해 수직한 방향(y축 방향)을 기준으로 서로 오버랩될 수 있다.The pad (14) is provided on the inner side of the strap and can overlap the bistable spring (12) with respect to the direction perpendicular to the longitudinal direction of the strap. For example, the pad (14) provided on the inner side (-y direction) of the first strap (111) can overlap the bistable spring (12) provided inside the first strap (111) with respect to the direction perpendicular to the longitudinal direction (x-axis direction) of the strap (111) with respect to the direction (y-axis direction).

패드(14)는 한 쌍의 스트랩(111, 112)이 '제 2 형상'일 때, 한 쌍의 스트랩(111, 112)이 형성하는 각도를 조절할 수 있다. 패드(14)는 한 쌍의 스트랩(111, 112)이 '제 1 형상'으로부터 '제 2 형상'으로 전환되는 동안, 저항으로 작용할 수 있다. 패드(14)가 두꺼울수록, '제 2 형상'인 한 쌍의 스트랩(111, 112)이 이루는 각도는 증가할 수 있다. 패드(14)는 한 쌍의 스트랩(111, 112)에 탈착 가능하다. 패드(14)의 두께 및 소재를 적절히 활용하여, '제 2 형상'에서의 스트랩의 각도를 조절함으로써, 사용자의 신체 사이즈에 맞도록 운동 보조 장치를 조정할 수 있다.The pad (14) can adjust the angle formed by the pair of straps (111, 112) when the pair of straps (111, 112) are in the 'second shape'. The pad (14) can act as resistance while the pair of straps (111, 112) are changed from the 'first shape' to the 'second shape'. As the pad (14) is thicker, the angle formed by the pair of straps (111, 112) in the 'second shape' can increase. The pad (14) is detachable from the pair of straps (111, 112). By appropriately utilizing the thickness and material of the pad (14), the angle of the straps in the 'second shape' can be adjusted, thereby adjusting the exercise assistance device to fit the user's body size.

한 쌍의 보조 스트랩(151, 152)은 제 1 스트랩(111)에 연결되고, 제 1 스트랩(111) 및 제 2 스트랩(112)이 오버랩된 상태에서, 제 2 스트랩(112)을 둘러싸는 방식으로, 한 쌍의 스트랩(111, 112)을 고정할 수 있다. 예를 들어, 한 쌍의 보조 스트랩(151, 152) 내부에도 보조 쌍안정 스프링(미도시)이 마련될 수 있다.A pair of auxiliary straps (151, 152) are connected to the first strap (111), and can secure the pair of straps (111, 112) in a manner that the first strap (111) and the second strap (112) overlap each other and surround the second strap (112). For example, an auxiliary bistable spring (not shown) may also be provided inside the pair of auxiliary straps (151, 152).

도 5은 제 1 안정 상태의 쌍안정 스프링을 도시하는 사시도이고, 도 6은 제 2 안정 상태의 쌍안정 스프링을 도시하는 사시도이고, 도 7은 쌍안정 스프링의 변위 각도에 따른 포텐셜 에너지를 개략적으로 도시하는 그래프이다.FIG. 5 is a perspective view illustrating a bistable spring in a first stable state, FIG. 6 is a perspective view illustrating a bistable spring in a second stable state, and FIG. 7 is a graph schematically illustrating potential energy according to the displacement angle of the bistable spring.

도 5 내지 도 7을 참조하면, 쌍안정 스프링(12)은 '제 1 안정 상태'에 있을 때, 길이 방향(y축 방향)에 대해 수직한 방향(x축 방향)으로 볼록한 형상을 가질 수 있다. 쌍안정 스프링(12)은 '제 1 안정 상태'에서 '제 2 안정 상태'로 전환되는 동안 볼록한 형상의 곡률이 감소하도록 변형될 수 있다. 다시 말하면, 쌍안정 스프링(12)은 '제 2 안정 상태'에 있을 때, 굴곡진 부분을 제외하고 상대적으로 평평한 형상을 가질 수 있다.Referring to FIGS. 5 to 7, the bistable spring (12) may have a convex shape in a direction perpendicular to the longitudinal direction (y-axis direction) (x-axis direction) when in the 'first stable state'. The bistable spring (12) may be deformed so that the curvature of the convex shape decreases while transitioning from the 'first stable state' to the 'second stable state'. In other words, the bistable spring (12) may have a relatively flat shape except for the curved portion when in the 'second stable state'.

쌍안정 스프링(12)이 y축 기준으로 0도인 상태와, 90도인 상태가 각각 포텐셜 에너지가 가장 작은 포인트에 해당하며, '제 1 안정 상태' 및 '제 2 안정 상태'인 것으로 도시되나, 안정 상태를 이루는 각도는 0도 또는 90도에 제한되지 않으며, 쌍안정 스프링의 소재 또는 형상에 따라 다양한 각도로 구현될 수 있음을 밝혀 둔다.The states of the bistable spring (12) at 0 degrees and 90 degrees with respect to the y-axis correspond to points with the smallest potential energy, respectively, and are depicted as the 'first stable state' and the 'second stable state'. However, it is to be noted that the angle forming the stable state is not limited to 0 degrees or 90 degrees, and can be implemented at various angles depending on the material or shape of the bistable spring.

도 8은 도 3의 절개선 Ⅷ-Ⅷ를 따라 절개한 단면도이고, 도 9는 도 3의 절개선 Ⅸ-Ⅸ을 따라 절개한 단면도이고, 도 10은 일 실시 예에 따른 메인 프레임, 스트랩 및 쌍안정 스프링을 도시하는 단면도이다.FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the cut line Ⅷ-Ⅷ of FIG. 3, FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the cut line Ⅸ-Ⅸ of FIG. 3, and FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a main frame, a strap, and a bistable spring according to one embodiment.

도 8 내지 도 10을 참조하면, 스트랩(11)은 쌍안정 스프링(12)을 수용하기 위한 수용 공간(s)을 포함할 수 있다. 쌍안정 스프링(12)은 스트랩(11)의 길이 방향을 기준으로 위치가 고정될 수 있다. 예를 들어, 스트랩(11)의 길이 방향을 기준으로 수용 공간(S)의 폭은 쌍안정 스프링(12)의 폭과 길이가 같을 수 있다.Referring to FIGS. 8 to 10, the strap (11) may include an accommodation space (s) for accommodating a bistable spring (12). The bistable spring (12) may have a fixed position relative to the longitudinal direction of the strap (11). For example, the width of the accommodation space (S) relative to the longitudinal direction of the strap (11) may be equal to the width and length of the bistable spring (12).

한편, 스트랩(11)의 길이 방향에 대해 수직한 방향을 기준으로, 수용 공간(S)의 폭은 스트랩(11)의 폭 보다 클 수 있다. 이와 같은 형상에 따르면, 쌍안정 스프링(12) 내에서 자유롭게 '제 1 안정 상태' 및 '제 2 안정 상태' 사이에서 상태 전환이 가능하다.Meanwhile, based on the direction perpendicular to the longitudinal direction of the strap (11), the width of the accommodation space (S) may be larger than the width of the strap (11). According to this shape, state switching between the 'first stable state' and the 'second stable state' is possible freely within the bistable spring (12).

제 1 안정 상태에서 쌍안정 스프링(12)의 폭(W1)은 수용 공간(S)의 폭(D1)보다 작을 수 있다. 또한, 제 2 안정 상태에서 쌍안정 스프링(12)의 폭(W2)은, 폭(W1)보다 크고, 수용 공간(S)의 폭(D1)보다는 작을 수 있다. 이러한 구조에 따르면, 쌍안정 스프링(12)은 수용 공간(S)을 형성하는 스트랩(11)의 내벽에 간섭없이, 상태 전환이 가능하다.In the first stable state, the width (W1) of the bistable spring (12) may be smaller than the width (D1) of the accommodation space (S). In addition, in the second stable state, the width (W2) of the bistable spring (12) may be larger than the width (W1) and smaller than the width (D1) of the accommodation space (S). According to this structure, the bistable spring (12) can be switched between states without interference with the inner wall of the strap (11) forming the accommodation space (S).

쌍안정 스프링(12)의 길이(L)는 수용 공간(S)의 길이(D)와 같을 수 있다. 쌍안정 스프링(12)은 스트랩(11) 내부에서 그 위치가 고정될 수 있다.The length (L) of the bistable spring (12) may be equal to the length (D) of the accommodation space (S). The bistable spring (12) may be fixed in position within the strap (11).

도 11은 제 2 스트랩이 제 1 스트랩에 접근하는 모습을 도시하는 단면도이고, 도 12는 한 쌍의 스트랩이 고정 부재에 의해 고정된 상태를 도시하는 단면도이다.Fig. 11 is a cross-sectional view showing a second strap approaching a first strap, and Fig. 12 is a cross-sectional view showing a state where a pair of straps are fixed by a fixing member.

도 11 및 도 12를 참조하면, 한 쌍의 보조 스트랩(151, 152) 각각에는 보조 쌍안정 스프링(16)이 마련될 수 있다. 한 쌍의 보조 스트랩(151, 152)는 보조 쌍안정 스프링(16)에 의해 외력이 인가되지 않는 상태에서 곧게 뻗어 있는 형상을 유지할 수 있다. 한 쌍의 보조 스트랩(151, 152)이 곧게 뻗어 있는 형상을 유지하고 있으므로, 사용자는 한 쌍의 보조 스트랩을 개방시키는 동작 없이도, 제 2 스트랩(112)을 제 1 스트랩(111)에 접근시킬 수 있다.Referring to FIGS. 11 and 12, each of a pair of auxiliary straps (151, 152) may be provided with an auxiliary bistable spring (16). The pair of auxiliary straps (151, 152) can maintain a straightened shape when no external force is applied by the auxiliary bistable spring (16). Since the pair of auxiliary straps (151, 152) maintain a straightened shape, the user can bring the second strap (112) close to the first strap (111) without an action of opening the pair of auxiliary straps.

한 쌍의 보조 스트랩(151, 152) 각각에는 고정을 위한 마그넷(17)이 마련될 수 있다. 한 쌍의 보조 스트랩(151, 152)이 서로 오버랩된 상태를 기준으로, 제 1 스트랩(151)에 마련된 마그넷과 제 2 스트랩(152)에 마련된 마그넷(17)은 서로 반대의 극성으로 마주할 수 있다.A magnet (17) for fixation may be provided on each of a pair of auxiliary straps (151, 152). With the pair of auxiliary straps (151, 152) overlapping each other as a standard, the magnet (17) provided on the first strap (151) and the magnet (17) provided on the second strap (152) may face each other with opposite polarities.

도 13 및 도 14는 일 실시 예에 따른 지지부를 도시하는 평면도이다. FIGS. 13 and 14 are plan views illustrating a support according to one embodiment.

도 13 및 도 14를 참조하면, 운동 보조 장치(200)는 메인 바디(10)와, 메인 프레임(20)과, 스트랩(11)과, 쌍안정 스프링(12')과, 패드(14')와, 보조 스트랩(151, 152)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 13 and 14, the exercise assistance device (200) may include a main body (10), a main frame (20), a strap (11), a bistable spring (12'), a pad (14'), and an auxiliary strap (151, 152).

쌍안정 스프링(12')과 패드(14')는 스트랩(11)의 길이 방향을 따라 서로 이격되어 복수 개가 마련될 수 있다. 복수 개의 쌍안정 스프링(12')을 통해 스트랩(11')이 구현할 수 있는 안정적인 형상을 조절할 수 있다. 예를 들어, 몸통의 사이즈가 큰 사용자의 경우, 스트랩(11')의 복수 회 절곡이 필요할 수 있는데, 이 경우, 복수 개의 쌍안정 스프링(12')을 이용하여 스트랩(11')의 절곡 횟수를 설정할 수 있다.The bistable springs (12') and pads (14') can be provided in multiple numbers spaced apart from each other along the length direction of the strap (11). The stable shape that the strap (11') can implement can be adjusted through the multiple bistable springs (12'). For example, in the case of a user with a large torso size, the strap (11') may need to be folded multiple times. In this case, the number of times the strap (11') is folded can be set by using the multiple bistable springs (12').

도 15는 일 실시 예에 따른 지지부를 개략적으로 도시하는 평면도이고, 도 16 및 도 17은 일 실시 예에 따른 메인 프레임, 스트랩, 쌍안정 스프링 및 이너 프레임을 도시하는 단면도이다.FIG. 15 is a plan view schematically illustrating a support according to one embodiment, and FIGS. 16 and 17 are cross-sectional views illustrating a main frame, a strap, a bistable spring, and an inner frame according to one embodiment.

도 15 내지 도 17을 참조하면, 지지부(A)는 메인 프레임(20')과, 메인 프레임(20')의 양단에 각각 연결되는 한 쌍의 스트랩(11)과, 스트랩(11) 내부에 마련된 쌍안정 스프링(12)과, 쌍안정 스프링(12)의 양단에 각각 연결되는 이너 프레임(18)을 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 15 to 17, the support member (A) may include a main frame (20'), a pair of straps (11) each connected to both ends of the main frame (20'), a bistable spring (12) provided inside the strap (11), and an inner frame (18) each connected to both ends of the bistable spring (12).

메인 프레임(20')은 도 1 내지 도 17에서 설명된 실시 예의 메인 프레임과 달리 메인 바디에 연결되지 않을 수 있다. 메인 프레임(20')은 예를 들어 U자 형상을 가질 수 있다. 지지부(A)는 사용자의 신체 일부를 감쌀 수 있다.The main frame (20') may not be connected to the main body, unlike the main frame of the embodiments described in FIGS. 1 to 17. The main frame (20') may have a U-shape, for example. The support member (A) may wrap around a part of the user's body.

이너 프레임(18)은 스트랩(11)보다 상대적으로 강성한 재질로 형성될 수 있다. 이너 프레임(18)은 스트랩(11)이 형상을 유지할 수 있도록 보조할 수 있다. 예를 들어, 이너 프레임(18)은 메인 프레임(20')의 일단으로부터 연장되고 쌍안정 스프링(12)의 일단에 연결되는 제 1 이너 프레임(181)과, 쌍안정 스프링(12)의 타단에 연결되고 스트랩(11)의 단부를 향해 연장 형성되는 제 2 이너 프레임(182)을 포함할 수 있다.The inner frame (18) may be formed of a material that is relatively stronger than the strap (11). The inner frame (18) may assist the strap (11) in maintaining its shape. For example, the inner frame (18) may include a first inner frame (181) that extends from one end of the main frame (20') and is connected to one end of a bistable spring (12), and a second inner frame (182) that is connected to the other end of the bistable spring (12) and is formed to extend toward an end of the strap (11).

이너 프레임(18)은 스트랩(11)에 의해 커버되어 외부로 노출되지 않을 수 있다. 이너 프레임(18)은 수용 공간(S) 내부에 마련된 쌍안정 스프링(12)의 위치를 고정시킬 수 있다.The inner frame (18) may be covered by a strap (11) and may not be exposed to the outside. The inner frame (18) may fix the position of a bistable spring (12) provided inside the receiving space (S).

도 18은 일 실시 예에 따른 지지부가 신체에 착용된 모습을 개략적으로 도시하는 정면도이다.FIG. 18 is a front view schematically illustrating a support member worn on a body according to one embodiment.

도 18을 참조하면, 지지부(A)는 사용자(U)의 신체 다양한 위치에 착용될 수 있다. 예를 들어, 지지부(A)는 사용자의 상박(upper arm)에 착용되어, 도시되지 않은 엑츄에이터, 조인트 부재 및 구동 프레임과 함께, 사용자의 팔꿈치 관절(elbow joint) 운동을 보조할 수 있다. 다른 예로, 지지부(A)는 사용자의 허벅지에 착용되어, 사용자의 무릎 관절 운동을 보조할 수 있다.Referring to FIG. 18, the support (A) can be worn on various locations on the body of the user (U). For example, the support (A) can be worn on the upper arm of the user and, together with the actuator, joint member, and drive frame (not shown), can assist the movement of the elbow joint of the user. As another example, the support (A) can be worn on the thigh of the user and can assist the movement of the knee joint of the user.

이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이를 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.Although the embodiments have been described with limited drawings as described above, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on them. For example, even if the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or are replaced or substituted by other components or equivalents, appropriate results can be achieved.

그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also included within the scope of the claims.

Claims

Main body;
A pair of main frames connected to the above main body;
A pair of straps each connected to a pair of main frames;
A bistable spring is provided inside each of the above pair of straps and is maintained in one of two stable states through a restoring force,
The above two stable states include a first stable state in which the bistable spring has a shape in which it is straightened along the longitudinal direction, and a second stable state in which the bistable spring has a shape in which it is bent once.
The shape of the above strap is determined according to the shape of the above bistable spring,
A support member, wherein the bistable spring in the first stable state or the second stable state is characterized in that its potential energy increases when deformed.

In paragraph 1,
A support member in which each of the pair of straps maintains a shape extending forward from the main frame when the bistable spring is in the first stable state.

In paragraph 1,
When both of the bistable springs provided inside each of the pair of straps are in the second stable state, each of the pair of straps has a support part that overlaps each other.

In paragraph 1,
The above bistable spring has a support member having a convex shape in a direction perpendicular to the longitudinal direction when in the first stable state, and the curvature of the convex shape decreases during a transition from the first stable state to the second stable state.

In paragraph 1,
The above bistable spring is a support member whose position is fixed based on the longitudinal direction of the strap.

In paragraph 1,
The above strap includes a receiving space for receiving the bistable spring,
A support member having a width of the accommodation space greater than the width of the strap, based on a direction perpendicular to the longitudinal direction of the strap.

In paragraph 6,
A support member whose width of the bistable spring in the second stable state is larger than that of the bistable spring in the first stable state and smaller than the width of the accommodation space.

In paragraph 1,
A support member further comprising a pad provided on the inner side of the strap and overlapping the bistable spring in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the strap.

In Article 8,
The above pad is a detachable support member to the above strap.

In paragraph 1,
A support member further comprising a pair of auxiliary straps connected to one of the above pair of straps and capable of wrapping around the other strap.

In Article 10,
A support member further comprising an auxiliary bistable spring provided inside each of the above pair of auxiliary straps.

In paragraph 1,
A support member further comprising an inner frame formed of a material that is relatively stronger than the strap and is provided inside the strap.

In Article 12,
The above inner frame,
a first inner frame extending from the main frame and connected to the bistable spring; and
A support member including a second inner frame extending from the bistable spring toward the end of the strap.

In paragraph 1,
A support member in which the above bistable springs are provided in multiple numbers, and the multiple bistable springs are arranged spaced apart from each other along the length direction of the strap.

main frame;
A pair of straps each connected to one end of the main frame;
A bistable spring is provided inside each of the above pair of straps and is maintained in one of two stable states through a restoring force,
The above two stable states include a first stable state in which the bistable spring has a shape in which it is straightened along the longitudinal direction, and a second stable state in which the bistable spring has a shape in which it is bent once.
The shape of the above strap is determined according to the shape of the above bistable spring,
A support member, wherein the bistable spring in the first stable state or the second stable state is characterized in that its potential energy increases when deformed.

Main body;
A pair of main frames connected to the above main body;
A pair of straps each connected to a pair of main frames;
A bistable spring provided inside each of the above pair of straps and maintained in one of two stable states through restoring force;
An actuator arranged on the above main frame; and
It includes a drive frame that can rotate by receiving power from the above actuator,
A motion assist device, wherein the bistable spring in one of the two stable states increases potential energy when deformed.

In Article 16,
The above two stable states include a first stable state in which the bistable spring has a shape in which it is straightened along the longitudinal direction, and a second stable state in which the bistable spring has a shape in which it is bent once.
An exercise assist device in which the shape of the above strap is determined according to the shape of the above bistable spring.

In Article 17,
A motion assist device in which each of the pair of straps maintains a configured state of extending forward from the main frame when the bistable spring is in the first stable state.

In Article 16,
An exercise assist device further comprising a pad provided on the inner side of the strap and overlapping the bistable spring in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the strap.

In Article 16,
An exercise assist device further comprising an inner frame provided inside the above strap and formed of a material that is relatively stronger than the above strap.