KR102241853B1

KR102241853B1 - 관절 어셈블리 및 이를 포함하는 보행보조로봇

Info

Publication number: KR102241853B1
Application number: KR1020140037081A
Authority: KR
Inventors: 최병준; 김용재; 이연백; 김정훈; 노세곤; 이민형; 이종원; 최현도; 권영도; 최병권
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2014-03-28
Filing date: 2014-03-28
Publication date: 2021-04-19
Anticipated expiration: 2034-03-28
Also published as: JP2015188758A; CN104940004A; KR20150112592A; JP6548913B2; EP2923804A1; US10342724B2; EP2923804B1; CN104940004B; US20150272811A1

Abstract

사용자의 관절과 유사하게 3 자유도의 동작을 할 수 있는 보행보조로봇의 관절 어셈블리는 롤링 동작과 슬라이딩 동작이 동시에 이루어져 회전중심이 가변되므로 실제 사용자의 무릎관절과 유사하게 동작될 수 있다. 이로써 사용자가 보행보조로봇을 착용하고 보행시 무릎관절의 미스 얼라인이 방지될 수 있다.

Description

관절 어셈블리 및 이를 포함하는 보행보조로봇{Joint assembly and walking aid robot having the same}

개시된 기술은 사용자의 움직임을 보조하는 관절 어셈블리 및 이를 포함하는 보행보조로봇에 관한 것이다.

보행보조로봇은, 사용되는 분야에 따라 감퇴된 근력과 체중을 보조해주는 보조장치로 이용되거나, 큰 중량을 가진 물건을 운반하는 작업 등을 위해 사용자의 근력을 증폭해주고 중량물의 하중을 대신 지지해주는 증강장치로 이용될 수도 있다.

개시된 일 측면은, 관절 어셈블리가 사용자의 관절과 유사한 동작을 할 수 있는 관절 어셈블리 및 이를 포함하는 보행보조로봇을 제공한다.

개시된 일 실시예에 따른 관절 어셈블리는, 제1회전축을 중심으로 회전가능한 제1풀리; 제2회전축을 중심으로 회전가능한 제2풀리; 및 상기 제1풀리 및 상기 제2풀리와 연결되고, 제3회전축을 중심으로 회전가능한 제3풀리;를 포함하고, 상기 제1풀리가 상기 제1회전축을 중심으로 회전하면 상기 제2회전축의 위치 및 상기 제3회전축의 위치가 이동한다.상기 제1풀리에 구동력이 전달되면, 상기 제1풀리에 연결되는 제1프레임 또는 상기 제2풀리에 연결되는 제2프레임은 회전중심의 위치가 가변되면서 피봇된다.상기 제1풀리, 상기 제2풀리 및 상기 제3풀리는 와이어에 의해 연결된다.

상기 제1풀리의 외주면에는 제1기어가 형성되고, 상기 제2풀리의 외주면에는 제2기어가 형성되고 및 상기 제3풀리의 외주면에는 제3기어가 형성된다.

상기 제1풀리와 상기 제3풀리 사이에는 상기 제1기어 및 상기 제3기어와 치합되는 제1보조기어가 구비되고, 상기 제3풀리와 상기 제2풀리 사이에는 상기 제3기어와 상기 제2기어와 치합되는 제2보조기어가 구비된다.

상기 제1풀리에는 구동원과 연결된 와이어가 연결된다.

상기 제1풀리에는 구동풀리가 연결되고 상기 구동풀리에는 구동원과 연결된 와이어가 연결되고, 상기 제1풀리는 상기 구동풀리에 전달된 구동력을 전달받는다.

상기 제1풀리와 상기 구동풀리는 일체로 형성된다.

상기 제1풀리가 장착되는 제1메인링크; 상기 제2풀리가 장착되는 제2메인링크; 상기 제1메인링크가 연결되는 제1프레임; 및 상기 제2메인링크가 연결되는 제2프레임;을 더 포함한다.

상기 제1메인링크와 상기 제3풀리를 연결하는 제1보조링크 및 상기 제3풀리와 상기 제2메인링크를 연결하는 제2보조링크를 더 포함한다.

상기 제1보조링크의 일측, 상기 제1메인링크 및 상기 제1풀리를 관통하는 제1회전축; 상기 제2보조링크의 일측, 상기 제2메인링크 및 상기 제2풀리를 관통하는 제2회전축; 및 상기 제1보조링크의 타측, 상기 제3풀리 및 상기 제2보조링크의 일측을 관통하는 제3회전축;을 더 포함한다.

상기 제1메인링크의 하부면은 높낮이가 불균일하게 형성되고, 상기 제2메인링크의 상부면은 상기 제1메인링크의 하부면의 형상에 대응되게 마련되어, 상기 제1프레임과 상기 제1프레임이 일직선으로 연장될 때 상기 제1메인링크를 지지한다.

상기 제1메인링크의 일측에는 제1가이드부가 형성되고, 상기 제2메인링크의 일측에는 제2가이드부가 형성되어, 상기 제1프레임 또는 상기 제2프레임이 피봇되면 상기 제2가이드부에 의해 상기 제1가이드부가 지지된다.

상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크가 접촉되는 접촉면에는 실리콘 또는 고무를 포함하는 소재로 제조된 완충부재가 장착된다.

상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크는 피봇가능하게 구비된 링크유닛에 의해 연결되고, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임이 일직선으로 연장될 때 상기 링크유닛은 상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크의 사이에 위치된다.

상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크는 피봇가능하게 구비된 탄성유닛에 의해 연결되고, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임이 일직선으로 연장되면 상기 탄성유닛은 상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크 사이에 위치된다.

개시된 일 실시예에 따른 보행보조로봇은, 사용자의 신체에 장착되어 사용자의 보행을 보조하는 보행보조로봇에 있어서, 사용자의 대퇴부에 장착되는 제1프레임; 및 사용자의 종아리에 장착되고, 무릎관절 어셈블리를 통해 상기 제1프레임과 연결되는 제2프레임;을 포함하고, 상기 무릎관절 어셈블리는, 상기 제1프레임에 장착되고, 구동력을 전달받는 제1풀리가 장착되는 제1메인링크; 상기 제2프레임에 장착되고 제2풀리가 장착되는 제2메인링크; 및 상기 제1풀리 및 상기 제2풀리와 연결되는 제3풀리;를 포함하고, 상기 제1풀리에 구동력이 전달되어 상기 제1풀리가 일방향으로 회전하면, 상기 제2풀리 및 상기 제3풀리도 일방향으로 회전하고, 상기 제3풀리의 회전중심의 위치 및 상기 제2풀리의 회전중심의 위치가 이동된다.

상기 제1프레임 또는 제2프레임에 가해진 하중은 상기 제1메인링크가 상기 제2메인링크에 의해 지지됨으로써 지지된다.

상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크는 링크유닛에 의해 연결되고, 상기 링크유닛은, 일측이 상기 제1메인링크에 피봇가능하게 장착되는 제1지지링크; 및 일측이 상기 제2메인링크에 피봇가능하게 장착되고 타측이 상기 제1지지링크의 타측에 피봇가능하게 장착되는 제2지지링크;를 포함한다.

상기 제1프레임 및 상기 제2프레임이 일직선으로 연장되면, 상기 제1지지링크와 상기 제2지지링크는 접혀 상기 제1메인링크 및 상기 제2메인링크 사이에 위치되어 상기 무릎관절에 가해진 하중을 지지한다.

상기 제1메인링크와 상기 제1메인링크는 탄성유닛에 의해 연결되고, 상기 탄성유닛은 상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크 사이에 위치되어 상기 무릎관절에 가해진 하중을 지지한다.

상기 제1메인링크와 상기 제3풀리는 제1보조링크에 의해 연결되고, 상기 제2메인링크와 상기 제3풀리는 제2보조링크에 의해 연결된다.

상기 제2프레임이 상기 제1프레임에 대해 피봇되면, 상기 제3풀리에서의 상기 제1보조링크와 상기 제2보조링크가 이루는 각도가 가변된다.

상기 제1풀리는 와이어에 의해 구동풀리와 연결되고, 상기 제1풀리와 상기 구동풀리를 연결하는 와이어의 일단부 또는 타단부 중 적어도 하나는 구동원과 연결된다.

상기 제1풀리, 상기 제2풀리 및 상기 제3풀리는 와이어에 의해 연결되고, 상기 제1풀리에 전달된 구동력에 의해 상기 제1풀리, 상기 와이어, 상기 제2풀리, 상기 제3풀리가 함께 회전한다.

상기 제1풀리, 상기 제2풀리 및 상기 제3풀리의 외주면에는 각각 기어가 형성되고, 상기 기어와 치합되는 보조기어들에 의해 상기 제1풀리, 상기 제2풀리 및 상기 제3풀리가 연결된다.

개시된 일 실시예에 따른 보행보조로봇은, 사용자의 보행을 보조하도록 사용자의 신체에 장착되는 보행보조로봇에 있어서, 사용자의 대퇴부에 장착되는 제1프레임; 사용자의 종아리에 장착되는 제2프레임; 및 상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 피봇가능하게 연결하고, 하중을 지지할 수 있는 무릎관절 어셈블리;를 포함하고, 상기 무릎관절어셈블리는, 상기 제1프레임에 피봇가능하게 연결되는 제1메인링크; 상기 제2프레임에 피봇가능하게 연결되는 제2메인링크; 제1회전축에 의해 일측이 상기 제1메인링크에 피봇가능하게 연결되는 제1보조링크; 제2회전축에 의해 일측이 상기 제2메인링크에 피봇가능하게 연결되고, 제3회전축에 의해 상기 제1보조링크의 타측에 피봇가능하게 연결된 제2보조링크;를 포함하고, 상기 제1보조링크의 일측에 구동력이 전달되면, 상기 제3회전축과 상기 제2회전축이 이동한다.

상기 제1보조링크의 일측에 전달된 구동력에 의해 상기 제3회전축에서의 상기 제1보조링크와 상기 제2보조링크 간의 각도가 가변됨으로써 상기 제2프레임이 상기 제1프레임에 대해 피봇된다.

상기 제1회전축이 장착되고 구동력을 전달받는 제1풀리, 상기 제2회전축이 장착되는 제2풀리 및 상기 제3회전축이 장착되는 제3풀리를 포함한다.

상기 제1풀리, 상기 제2풀리 및 상기 제3풀리는 하나의 와이어에 의해 연결된다.

상기 제3풀리는, 상기 제1회전축을 중심으로 회전하여 상기 제1풀리의 외주면을 따라 슬라이딩하는 동작과 상기 제3회전축을 중심으로 롤링하는 동작을 동시에 하고, 상기 제2풀리는, 상기 제3회전축을 중심으로 상기 제3풀리의 외주면을 따라 슬라이딩하는 동작과 상기 제2회전축을 중심으로 롤링하는 동작을 동시에 한다.

개시된 일 측면에 의하면, 사용자의 실제 관절과 유사하게 동작하는 관절 어셈블리를 구현할 수 있다. 보행보조로봇에 포함된 관절 어셈블리는 사용자의 하중을 지지할 수 있다.

도 1은 일 실시예에 따른 보행보조로봇의 개념도이다.
도 2(a) 및 도 2(b)는 보행보조로봇이 장착되는 사용자의 무릎 관절의 동작을 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 무릎관절을 도시한 개념도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 보행보조로봇을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4의 I에 대한 분해 사시도이다.
도 6(a) 및 도 6(b)는 일 실시예에 따른 보행보조로봇에 포함된 무릎관절의 동작을 도시한 도면이다.
도 7은 일 실시예에 따른 보행보조로봇에 포함된 무릎관절을 도시한 분해사시도이다.
도 8(a) 및 도 8(b)는 일 실시예에 따른 무릎관절의 동작 및 구동력 전달 구조를 도시한 도면이다.
도 9(a) 및 도 9(b)는 다른 실시예에 따른 무릎관절의 동작 및 구동력 전달 구조를 도시한 도면이다.
도 10(a) 및 도 10(b)는 또 다른 실시예에 따른 무릎관절의 동작 및 구동력 전달 구조를 도시한 도면이다.
도 11(a) 및 도 11(b)는 또 다른 실시예에 따른 무릎관절의 동작에 따른 하중지지 구조를 도시한 도면이다.
도 12(a) 및 도 12(b)는 또 다른 실시예에 따른 무릎관절의 동작에 따른 하중지지 구조를 도시한 도면이다.
도 13(a) 및 도 13(b)는 또 다른 실시예에 따른 무릎관절의 동작에 따른 하중지지 구조를 도시한 도면이다.

이하, 일 실시예에 따른 관절 어셈블리 및 이를 포함하는 보행보조로봇에 관하여 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 일 실시예에 따른 보행보조로봇의 개념도이다.

도 1을 참조하면, 보행보조로봇(1)은 사용자의 다리의 길이 방향을 따라 연장되는 프레임(10,11)을 포함한다. 프레임(10,11)은 사용자의 대퇴부에 고정되는 제1프레임(10) 및 사용자의 종아리에 고정되는 제2프레임(11)을 포함한다. 보행보조로봇(1)은 사용자의 발에 장착되는 발 구조물(16) 및 허리고정장치(12)를 추가로 포함할 수 있다. 제1프레임(10)과 허리 고정장치(12)는 둔부관절(13)에 의해 피봇가능하게 연결되고, 제1프레임(10)과 제2프레임(11)은 무릎관절(14)에 의해, 그리고 제2프레임(11)과 발 구조물(16)은 발목관절(15)에 의해 피봇가능하게 연결될 수 있다.

보행보조로봇(1)은 구동원(17) 및 고정장치(18,19)를 더 포함할 수 있다. 구동원(17)은 둔부관절(13)과 무릎관절(14)에 구동력을 제공할 수 있고, 고정장치(18,19)는 프레임(10,11)을 사용자의 신체에 장착시킬 수 있다. 제1고정장치(18)는 제1프레임(10)과 연결되어 사용자의 대퇴부에 고정될 수 있다. 마찬가지로 제2고정장치(19)는 제2프레임(11)과 연결되어 사용자의 종아리에 고정될 수 있다. 제1고정장치(18) 및 제2고정장치(19)는 파스너(fastener) 형태로 구비될 수 있고, 사용자의 다리 사이즈에 맞게 조절될 수 있다.

허리 고정장치(12)는 사용자의 허리 둘레에 맞게 조절할 수 있도록 유연성 있는 스트랩으로 이루어질 수 있다. 일례로 허리 고정장치(12)는 벨크로(Velcro)와 같은 후크 앤드 루프 고정장치 또는 래칫(ratchet) 버클 또는 캐치(catch)와 같은 고정부를 포함한 스트랩일 수 있다.

둔부관절(13)은 3 자유도를 가지고 둔부관절(13)에 연결된 제1프레임(10)이 x 축, y 축, z 축을 중심으로 피봇 운동할 수 있도록 구비될 수 있다. 일례로 제1프레임(10)은 구동원(17)으로부터 구동력을 전달받는 둔부관절(13)에 의해 x축을 중심으로 피봇될 수 있고, 힌지 장치 등에 의해 y축을 중심으로 피봇될 수 있다. 제1프레임(10)이 z축을 중심으로 피봇 가능하도록, 제1프레임(10) 또는 제1프레임(10)이 연결된 둔부관절(13)은 허리 고정장치(12)를 따라 슬라이딩 가능하게 구비될 수 있다.

발목관절(15) 또한 3 자유도를 가지고 제2프레임(11) 또는 발 구조물(16)이 발목관절(15)을 중심으로 x 축, y 축, z축을 중심으로 피봇 운동할 수 있도록 구비될 수 있다.

발 구조물(16)은 사용자의 발을 고정시킬 수 있다. 사용자의 발이 닿게 되는 발 구조물(16)의 바닥면에는 센서가 구비되어 보행보조로봇(1)을 착용한 사용자의 하중의 변화 등을 감지하여 그 정보를 제어부(미도시)로 전송할 수 있다. 제어부는 센서에 의해 감지된 정보를 이용하여 둔부관절(13) 또는 무릎관절(14) 등의 동작을 제어할 수 있다.

도 2(a) 및 도 2(b)는 보행보조로봇이 장착되는 사용자의 무릎 관절의 동작을 도시한 도면이다.

도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하면, 보행보조로봇(1)의 무릎관절(14)은 사용자의 무릎관절의 동작에 대응되도록 동작될 수 있다. 사용자의 무릎 관절의 경우, 무릎을 굽히고 펴는 과정에서 롤링과 슬라이딩 운동이 동시에 발생한다. 따라서 사용자의 대퇴부 또는 종아리가 무릎관절을 중심으로 피봇될 때, 사용자의 무릎 관절의 회전 중심이 이동될 수 있다. 예를 들어, 종아리뼈(R)는 대퇴부뼈(P)를 중심으로 일방향(A)으로 롤링 동작을 할 수 있다. 일방향(A)으로 롤링 동작을 함과 동시에 종아리뼈(R)의 단부면(R1)은 대퇴부뼈(P)의 단부면(P1)을 따라 슬라이딩할 수 있다. 따라서 종아리뼈(R)의 롤링시 종아리뼈(R)의 단부면(R1)이 대퇴부뼈(P)의 단부면(P1)을 따라 슬라이딩함에 따라 종아리뼈(R)의 롤링 동작의 회전중심은 가변될 수 있다.

사용자의 무릎관절은 피봇될 때 롤링과 슬라이딩 운동을 동시에 하므로, 보행보조로봇의 무릎관절이 하나의 회전축을 중심으로 피봇되도록 구비되면, 사용자의 무릎관절의 회전중심과 보행보조로봇의 무릎관절의 회전중심이 불일치하게 된다. 사용자의 무릎관절의 회전중심과 보행보조로봇의 무릎관절의 회전중심이 불일치하게 되면 보행보조로봇의 무릎관절에 미스 얼라인(misalign)이 발생하게 된다. 보행보조로봇의 무릎관절에 미스 얼라인이 발생하는 경우, 보행보조로봇에 포함된 프레임에 의해 사용자의 신체가 쓸리거나, 사용자의 보행시 또는 앉거나 일어날 때 불편함을 느낄 수 있다.

사용자가 보행보조로봇을 착용하고 보행할 때, 불편함 또는 저항감을 느끼는 것을 방지하기 위해, 보행보조로봇의 무릎 관절은 사용자의 무릎 관절과 유사하게 동작할 수 있다.

도 3은 일 실시예에 따른 무릎관절을 도시한 개념도이다.

도 3을 참조하면, 보행보조로봇(1)에 포함되는 무릎관절(14)은, 제1풀리(20), 제2풀리(21) 및 제3풀리(22)를 포함하는 관절 어셈블리(2)로 이루어질 수 있다. 제1풀리(20)는 제2프레임(11)과 마주보는 제1프레임(10)의 단부에 장착될 수 있다. 유사하게, 제2풀리(21)는 제1프레임(10)과 마주보는 제2프레임(11)의 단부에 장착될 수 있다. 제3풀리(22)는 와이어(W)에 의해 제1풀리(20) 및 제2풀리(21)와 연결되어 제1프레임(10) 또는 제2프레임(11)의 동작에 따라 움직이도록 마련될 수 있다.

도 3의 실시예에서, 와이어(W)는 화살표 방향을 따라 제1풀리(20)에 감기고, 제3풀리(22) 측으로 연장되어 제3풀리(22)의 외주면 전체에 적어도 한번 감기고 제2풀리(21) 측으로 연장되어 제2풀리(21)의 외주면에 감기고, 제3풀리(22)를 지나 제1풀리(20)까지 연장될 수 있다. 와이어(W)의 단부(W1,W2)는 구동원(17:도 1 참조)과 연결될 수 있다. 와이어(W)는 구동원(17)의 구동력을 제1풀리(20), 제2풀리(21) 또는 제3풀리(22)에 전달하여 회전시킴으로써 제1프레임(10) 또는 제2프레임(11)을 피봇시킬 수 있다. 구동원(17)이 와이어(W)의 일단부(W1)를 잡아당기면, 제2풀리(21)는 롤링(회전)하게 되어 제2프레임(11)을 시계 방향(A1)으로 피봇시킬 수 있다. 제3풀리(22)는 제1풀리(20)의 외주면을 따라 슬라이딩하면서 시계 방향(A1)으로 롤링될 수 있다. 결과적으로, 제2풀리(21)는 제3풀리(22)의 외주면을 따라 이동하면서 시계 방향(A1)으로 롤링될 수 있다.

이와 같이 와이어(W)에 의해 제2풀리(21) 및 제3풀리(22)가 슬라이딩 및 롤링 동작을 함으로써, 제2풀리(21)가 장착된 제2프레임(11)의 슬라이딩 동작과 롤링 동작이 동시에 구현될 수 있다. 부연 설명하면, 제3풀리(22)의 회전중심의 위치는 제1풀리(20)의 주변을 따라 시계 방향(A1)으로 이동될 수 있고, 제2풀리(21)의 회전중심의 위치는 제3풀리(22)의 주변을 따라 시계 방향(A1)으로 이동될 수 있다. 이와 같은 관절 어셈블리(2)에 의해 제2프레임(11)은 사용자가 무릎을 펼 때 실제 무릎 관절의 동작과 유사하게 제1프레임(10)에 대해 시계 방향(A1)으로 피봇될 수 있다. 제2프레임(11)이 시계 방향(A1)으로 피봇된 후 제1풀리(20)의 중심점(0)과 제2풀리(21)의 중심점(0') 간의 거리(D2)는, 제1프레임(10) 또는 제2프레임(11)이 피봇되기 전 제1풀리(20)의 중심점(O)과 제2풀리(21)의 중심점(O') 간의 거리(D1)보다 작다.

구동원(17)이 와이어(W)의 타단부(W2)를 잡아당기면, 제2풀리(21)는 롤링하면서 제2프레임(11)을 반시계 방향(A2)으로 피봇시킬 수 있다. 제3풀리(22)는 제1풀리(20)의 주변을 따라 슬라이딩하면서 반시계방향(A2)으로 롤링되어 제3풀리(22)의 회전중심은 제1풀리(20)의 주변을 따라 반시계 방향(A2)으로 이동될 수 있다. 결과적으로, 제2풀리(21)는 제3풀리(22)의 외주면을 따라 이동하면서 반시계 방향(A2)으로 롤링되고 제2풀리(21)의 회전중심은 제3풀리(22)의 주변을 따라 반시계 방향(A2)으로 이동될 수 있다. 이와 같이 와이어(W)에 의해 제2풀리(21) 및 제3풀리(22)가 슬라이딩 및 롤링 동작을 함으로써, 제2풀리(21)가 장착된 제2프레임(11)이 사용자가 무릎을 굽힐 때의 무릎관절과 유사하게 반시계방향(A2)으로 피봇될 수 있다. 제2프레임(11)이 반시계 방향(A2)으로 피봇된 후 제1풀리(20)의 중심점(0)과 제2풀리(21)의 중심점(0') 간의 거리(D1)는, 제1프레임(10) 또는 제2프레임(11)이 피봇되기 전 제1풀리(20)의 중심점(O)과 제2풀리(21)의 중심점(O') 간의 거리(D2)보다 크다.

이처럼, 보행보조로봇(1)의 무릎관절(14)은 세 개의 풀리(20,21,22)가 와이어(W)로 연결된 구조를 가진 관절 어셈블리(2)로 이루어질 수 있다. 관절 어셈블리(2)는 제1프레임(10) 또는 제2프레임(11)이 슬라이딩 동작과 롤링 동작을 동시에 구현하도록 하여, 보행보조로봇(1)의 무릎관절(14)이 사용자의 무릎관절과 유사하게 피봇될 수 있도록 한다.

편의를 위하여 도 3에서 제2프레임(11)이 제1프레임(10)에 대하여 슬라이딩 동작과 롤링 동작의 2자유도를 가지고 움직이는 경우를 설명하였으나, 반대로 제1프레임(10)이 제2프레임(11)에 대하여 슬라이딩 및 롤링 동작을 하는 움직임도 가능하다. 두 경우 모두 관절 어셈블리(2)는 2자유도의 움직임이 가능하도록 작동한다.

도 4는 일 실시예에 따른 보행보조로봇을 도시한 도면이다.

도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 보행보조로봇(5)은 사용자의 다리의 길이 방향으로 연장되어 사용자의 하중을 지지하는 프레임(51,52)을 포함할 수 있다. 프레임(51,52)은 사용자의 대퇴부를 지지하는 제1프레임(51) 및 사용자의 종아리를 지지하는 제2프레임(52)을 포함한다. 제1프레임(51)은 둔부 관절(54)에 의해 사용자의 허리에 고정되는 허리 고정장치(53)에 피봇가능하게 연결될 수 있다. 제1프레임(51)과 제2프레임(52)은 무릎관절(6)에 의해 피봇가능하게 연결될 수 있고, 제2프레임(52)에는 사용자의 발에 고정되는 발 구조물(57)이 연결될 수 있다. 제2프레임(52)과 발 구조물(57)은 발목 관절(56)에 의해 피봇가능하게 연결될 수 있다.

보행보조로봇(5)은 둔부 관절(54) 및 무릎관절(6)에 구동력을 제공하는 구동원 및 보행보조로봇(5)의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 발 구조물(57)에는 센서가 구비되고, 센서에 의해 감지된 사용자의 동작 정보는 제어부로 전송될 수 있다. 제어부는 전송된 정보를 이용하여 둔부 관절(54) 또는 무릎 관절(6)의 동작을 제어할 수 있다.

제1프레임(51)은 와이어(501)의 단축 또는 신장에 의해 피봇될 수 있다. 구동원과 연결된 풀리(502)에는 와이어(501)가 감기고, 와이어(501)는 둔부 관절(54)을 통해 제1프레임(51)과 연결될 수 있다. 일례로 구동원이 풀리(502)를 회전시켜 와이어(501)가 풀리(502)에 감기도록 하면, 제1프레임(51)은 y축을 중심으로 피봇될 수 있다. 구동원이 풀리(502)를 회전시켜 와이어(501)가 풀리(502)로부터 풀리도록 하면, 제1프레임(51)은 앞선 경우와 반대 방향으로 y 축을 중심으로 피봇될 수 있다.

둔부 관절(54)과 허리 고정장치(53)는 힌지 장치(540)에 의해 연결되어 x 축을 중심으로 회전할 수 있다. 둔부 관절(54)이 힌지 장치(540)에 의해 회전하면, 둔부 관절(54)과 연결된 제1프레임(51)이 x축을 중심으로 피봇될 수 있다.

힌지 장치(540)의 배면에는 슬라이딩부(541)가 구비되고, 허리 고정장치(53)에는 레일부(530)가 구비될 수 있다. 레일부(530)는 사용자의 허리 둘레 방향으로 연장되고, 사용자의 동작에 따라 슬라이딩부(541)는 레일부(530)를 따라 슬라이딩할 수 있다. 슬라이딩부(541)가 레일부(530)를 따라 슬라이딩함으로써 힌지 장치(540)와 연결된 둔부 관절(54) 및 제1프레임(51)은 z축을 중심으로 피봇될 수 있다.

이와 같이 제1프레임(51)은 둔부 관절(54), 힌지 장치(540) 및 레일부(530)에 의해 3 자유도로 피봇될 수 있다. 와이어(501)를 이용하여 둔부 관절(54)을 중심으로 피봇되는 1자유도의 동작은 동력을 전달받아 이루어지지만, 나머지 2 자유도의 동작은 무동력으로 사용자의 움직임에 따라 이루어질 수 있다.

제2프레임(52)은 제1프레임(51)에 대해 3 자유도를 갖도록 무릎관절(6)에 의해 연결될 수 있다. 제2프레임(52)은 무릎관절(6)에 의해 y축을 중심으로 피봇될 수 있다. 제2프레임(52)은 2개의 여유 자유도를 갖고, x축과 z축에 의해 형성되는 평면 상에서 움직일 수 있다. 2개의 여유 자유도는 후술할 보조링크(65)에 의해 확보될 수 있다. 제2프레임(52)이 제1프레임(51)에 대해 y축을 중심으로 피봇될 때, 제2프레임(52)은 무릎관절(6)의 롤링 및 슬라이딩 동작에 의해 x축과 z축에 의해 형성되는 평면 상에서 움직일 수 있다. 제2프레임(52)이 y축을 중심으로 피봇되는 1자유도의 동작은 동력을 전달받아 이루어지지만, 무릎관절(6)의 롤링과 슬라이딩 동작에 의한 2자유도의 동작은 무동력으로 사용자의 움직임에 따라 이루어질 수 있다. 2개의 여유 자유도에 의해 보행보조로봇(1)의 무릎관절(6)은 사용자의 무릎관절의 동작과 유사하게 동작될 수 있다.

제2프레임(52)은 와이어(503)의 단축 또는 신장에 의해 피봇될 수 있다. 구동원과 연결된 풀리(504)에는 와이어(503)가 감기고, 와이어(503)는 무릎관절(6)를 통해 제2프레임(52)과 연결될 수 있다. 무릎관절(6)에서의 피봇 동작은 후술한다.

발 구조물(57)은 제2프레임(52)에 대해 3 자유도로 피봇될 수 있다. 발 구조물(57)과 제2프레임(52)은 발목 관절(56)에 의해 피봇가능하게 연결되고, 발 구조물(57) 또는 제2프레임(52)은 사용자의 움직임에 따라 무동력으로 발목 관절(56)을 중심으로 피봇될 수 있다.

제1프레임(51)에는 사용자의 대퇴부를 감싸도록 마련된 제1고정장치(58)가 연결되어 제1프레임(51)을 사용자의 대퇴부에 장착시킬 수 있다. 마찬가지로, 제2프레임(52)에는 사용자의 종아리를 감싸도록 마련된 제2고정장치(59)가 연결되어 제2프레임(52)을 사용자의 종아리에 장착시킬 수 있다. 제1고정장치(58) 또는 제2고정장치(59)는 복수의 링크가 연결되어 마련될 수 있으며, 복수의 링크는 케이블(미도시)에 의해 연결될 수 있다. 복수의 링크는 리지드한 소재로 제조될 수 있다.

제1고정장치(58) 및 제2고정장치(59)에는 케이블(미도시)의 길이를 조절할 수 있는 조작부(581, 591)가 구비될 수 있다. 조작부(581, 591)는 버튼 또는 다이얼의 형태로 구비되어 사용자가 케이블(미도시)을 신장 또는 단축시킬 수 있다. 케이블(미도시)이 단축되면 제1고정장치(58) 또는 제2고정장치(59)는 사용자의 다리에 가까워지도록 움직여 사용자의 다리를 조일 수 있다. 반대로, 케이블(미도시)이 신장되면 제1고정장치(58) 또는 제2고정장치(59)는 사용자의 다리로부터 이격되도록 움직여 제1고정장치(58) 또는 제2고정장치(59)가 사용자의 다리로부터 분리될 수 있다.

사용자는 조작부(581,591)를 조작하여 케이블(미도시)을 인장 또는 단축시켜 제1고정장치(58) 및 제2고정장치(59)를 사용자의 다리에 고정시키거나 분리시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제1고정장치(58) 및 제2고정장치(59)가 사용자의 다리를 조이는 압력이 적절하도록 조절할 수 있다.

도 5는 도 4의 I에 대한 분해 사시도이다.

도 5를 참조하면, 보행보조로봇(5)의 프레임(51,52)은 사용자의 다리의 길이 방향으로 연장되도록 구비될 수 있으며, 복수의 링크가 연결되어 이루어질 수 있다. 제1프레임(51) 또는 제2프레임(52)은 복수의 링크가 피봇 가능하게 연결되어 사용자의 신체 굴곡에 따라 유연하게 구부러질 수 있을 뿐만 아니라, 사용자의 하중을 안정적으로 지지할 수 있다. 복수의 링크는 리지드한 소재로 제조될 수 있다.

제1프레임(51) 또는 제2프레임(52)을 구성하는 제1링크(510)와 제2링크(520)는 피봇가능하게 연결될 수 있다. 제1링크(510)는 제1결합부(511) 및 제2결합부(512)를 포함할 수 있다. 제1결합부(511)는 제1링크(510)의 일측에 돌출되어 형성될 수 있다. 제2결합부(512)는 제1결합부(511)가 형성된 일측과 대향되는 타측에 돌출되어 형성될 수 있다. 제2링크(520)도 제1링크(510)와 유사한 형태로 제1결합부(521) 및 제2결합부(522)를 포함할 수 있다. 제1결합부(521)는 제2링크(520)의 일측에 돌출되어 형성될 수 있다. 제2결합부(522)는 제1결합부(521)가 형성된 일측과 대향되는 타측에 돌출되어 형성될 수 있다.

제2링크(520)의 제1결합부(521)는 하부로 오목한 곡선 형태의 제1슬롯(524)과 상하 방향으로 연장된 직선 형태의 제2슬롯(525)을 포함할 수 있다. 제1링크(510)과 제2링크(520)는, 제1슬롯(524)을 관통하는 제1핀(60) 및 제2슬롯(525)을 관통하는 제2핀(61)에 의해 피봇가능하게 연결될 수 있다. 제2링크(520)가 제1링크(510)에 대해 피봇될 때, 제1핀(60)은 제1슬롯(524)에 의해 안내되고 제2핀(61)은 제2슬롯(525)에 의해 안내될 수 있다. 제1핀(60)은 제1슬롯(524)의 내측벽에 의해 지지되고, 제2핀(61)은 제2슬롯(525)의 내측벽에 의해 지지될 수 있다.

상기와 같은 구조에 의해, 사용자가 보행보조로봇(5)을 착용하면 프레임이 사용자의 신체의 굴곡에 따라 유연하게 구부러져 사용자의 신체에 밀착될 수 있고, 프레임에 의해 사용자의 하중이 안정적으로 지지될 수 있다.

도 6(a) 및 도 6(b)는 일 실시예에 따른 보행보조로봇에 포함된 무릎관절의 동작을 도시한 도면이고, 도 7은 일 실시예에 따른 보행보조로봇에 포함된 무릎관절을 도시한 분해사시도이고, 도 8(a) 및 도 8(b)는 도 6 및 도 7의 무릎관절의 동작 및 구동력 전달 구조를 도시한 도면이다.

도 6(a) 내지 도 8(b)를 참조하면, 보행보조로봇(5)의 무릎관절(6)은 피봇가능하게 연결된 복수의 링크를 포함하는 관절 어셈블리로 이루어질 수 있다. 보행보조로봇(5)의 무릎관절(6)은 보행보조로봇(5)을 착용하는 사용자의 실제 무릎관절과 유사하게 슬라이딩 동작과 롤링 동작을 동시에 하여 피봇될 수 있다.

무릎관절(6)은 메인링크(64) 및 보조링크(65)를 포함할 수 있다. 메인 링크(64)는, 제1프레임(51)에 피봇가능하게 연결되는 제1메인링크(640) 및 제2프레임(52)에 피봇가능하게 연결되는 제2메인링크(641)를 포함할 수 있다. 제1메인링크(640)는 제1프레임(51)의 하단에 연결될 수 있고, 제2메인링크(641)는 제2프레임(52)의 상단에 연결될 수 있다.

메인링크(64)의 상부 또는 하부는 연결링크(50,50')에 의해 제1프레임(51) 또는 제2프레임(52)에 연결될 수 있다. 연결링크(50,50')는 제1연결링크(50) 및 제2연결링크(50')를 포함한다. 연결링크(50,50')는 메인링크(64)의 상부, 하부에 각각 피봇가능하게 연결될 수 있다. 연결링크(50,50')는 제1프레임(51) 또는 제2프레임(52)을 구성하는 복수의 링크의 결합과 유사하게, 일방향으로 오목한 곡선 형태의 제1슬롯(506,506')과 상하 방향으로 연장된 직선 형태의 제2슬롯(507,507')을 포함할 수 있다. 제1슬롯(506,506')을 관통하는 제1핀 및 제2슬롯(507,507')을 관통하는 제2핀에 의해 연결링크(50,50')가 인접하는 다른 링크에 피봇가능하게 연결될 수 있다.

무릎관절(6)은 구동풀리(60), 제1풀리(61), 제2풀리(62) 및 제3풀리(63)를 포함할 수 있다. 구동풀리(60)와 제1풀리(61)는 단일하게 마련될 수 있다. 예를 들어 구동풀리(60)와 제1풀리(61)는 이중풀리로 마련되어 구동풀리(60)와 제1풀리(61)가 함께 동작될 수 있다. 제1메인링크(640)에는 제1풀리(61)가 장착될 수 있고, 제2메인링크(641)에는 제2풀리(62)가 장착될 수 있다. 제3풀리(63)는 후술할 와이어에 의해 제1풀리(61) 및 제2풀리(62)와 연결될 수 있다. 구동풀리(60)는 제1와이어(503)에 의해 구동원과 연결될 수 있다. 제1풀리(61), 제2풀리(62) 및 제3풀리(63)는 제2와이어(504)에 의해 연결될 수 있다. 제2와이어(504)는 루프(loop) 형상으로 마련될 수 있다. 구동원과 연결된 제1와이어(503)에 의해 구동풀리(60)에 전달된 구동력은 구동풀리(60)와 일체로 형성된 제1풀리(61)에도 전달된다. 제1풀리(61)에 전달된 구동력은 제2와이어(504)에 의해 제2풀리(62) 및 제3풀리(63)에 전달될 수 있다. 도면에 개시된 것과 달리, 제1와이어(503)와 제2와이어(504)는 하나의 와이어일 수도 있다. 하나의 와이어는, 구동풀리(60), 제1풀리(61), 제2풀리(62) 및 제3풀리(63)에 각각 적어도 한번 감기고 일측단과 타측단은 구동원에 연결될 수 있다. 제1풀리(61), 제2풀리(62) 및 제3풀리(63)는 이런 하나의 와이어에 의해 구동력을 전달받을 수 있다.

이하, 구동원 및 구동풀리(60)를 연결하는 제1와이어(503)와 제1풀리(61), 제2풀리(62) 및 제3풀리(63)를 연결하는 제2와이어(504)가 별개로 구비된 실시예에 관하여 설명한다.

보조링크(65)는 제1풀리(61)와 제3풀리(63)를 연결하는 제1보조링크(650) 및 제3풀리(63)와 제2풀리(62)를 연결하는 제2보조링크(651)를 포함할 수 있다. 제1보조링크(650) 및 제2보조링크(651)에 의해 제3풀리(63)가 제1풀리(61) 및 제2풀리(62)와 연결될 수 있다.

제1보조링크(650)의 일측은 제1메인링크(640)에 피봇가능하게 연결되고, 타측은 제3풀리(63)에 피봇가능하게 연결될 수 있다. 제1보조링크(650)의 일측, 제1풀리(61) 및 제1메인링크(640)는 관통하는 제1회전축(660)을 중심으로 회전할 수 있다. 마찬가지로 제1보조링크(650)의 타측 및 제3풀리(63)는 관통하는 제3회전축(662)을 중심으로 회전동작할 수 있다.

제2보조링크(651)의 일측은 제3풀리(63)와 연결될 수 있고, 타측은 제2메인링크(641)에 피봇가능하게 연결될 수 있다. 제2보조링크(651)의 일측 및 제3풀리(63)는 제3회전축(662)을 중심으로 회전동작할 수 있다. 마찬가지로 제2보조링크(651)의 타측, 제2풀리(62) 및 제2메인링크(641)는 제2회전축(661)이 관통할 수 있다. 제2메인링크(641)와 제2풀리(62)는 구속되어 있어, 제2메인링크(641)와 제2풀리(62)는 제2회전축(661)을 중심으로 함께 회전동작될 수 있다.

구동원과 연결되는 제1와이어(503)의 일단부(W3) 또는 타단부(W4)가 당겨짐으로써 무릎관절(6)이 피봇될 수 있다. 일례로, 보행보조로봇(5)의 제1프레임(51)과 제2프레임(52)이 일직선상에 위치된 상태에서 제2프레임(52)을 무릎 관절(6)을 중심으로 피봇시키고자 하는 경우, 구동원에 의해 제1와이어(503)의 타단부(W4)가 잡아당겨질 수 있다. 구동원에 의해 제1와이어(503)의 타단부(W4)가 잡아당겨지면, 보행보조로봇(5)을 착용한 사용자의 무릎이 굽혀질 수 있도록 제2프레임(52)이 일방향으로 피봇될 수 있다. 구동원에 의해 제1와이어(503)의 일단부(W3)가 잡아당겨지면, 보행보조로봇(5)을 착용한 사용자의 무릎이 펴질 수 있도록 제2프레임(52)이 타방향으로 피봇될 수 있다.

구동원에 의해 제1와이어(503)의 타단부(W4)가 당겨지면, 구동풀리(60)는 제1회전축(660)을 중심으로 반시계 방향(A2) 방향으로 회전할 수 있다. 구동풀리(60)와 함께 제1풀리(61)는 제1회전축(660)을 중심으로 반시계 방향(A2)으로 회전한다. 제1풀리(61)가 반시계 방향(A2)으로 회전하면, 제1풀리(61)에 감긴 제2와이어(504)는 제1풀리(51)와 함께 반시계 방향(A2)으로 회전한다. 제2와이어(504)가 감긴 제3풀리(63)는 제2와이어(504)와 함께 제3회전축(662)을 중심으로 반시계 방향(A2)으로 회전하고, 제2와이어(504)가 감긴 제2풀리(62)도 마찬가지로 제2회전축(661)을 중심으로 반시계 방향(A2)으로 회전한다. 결과적으로, 제2풀리(62)와 구속된 제2메인링크(641) 및 제2메인링크(641)와 연결된 제2프레임(52)은 반시계 방향(A2)으로 회전한다.

이러한 회전동작에 추가하여 슬라이딩 동작도 발생한다. 도 8b에 개시된 것처럼, 제1풀리(61)가 제1회전축(660)을 중심으로 반시계 방향(A2)으로 회전하면, 제3풀리(63)는 제3회전축(622)을 중심으로 반시계 방향(A2)으로 회전하면서 동시에 제1풀리(61)의 둘레를 따라 반시계 방향(A2')으로 슬라이딩할 수 있다. 부연 설명하면, 제3회전축(622)의 위치가 반시계 방향(A2')으로 이동할 수 있다. 제3풀리(63)가 제1풀리(61)의 둘레를 따라 반시계 방향(A2')으로 회전하면, 제2풀리(62)는 제2회전축(661)을 중심으로 반시계 방향(A2)으로 회전하면서 동시에 제3풀리(63)와 함께 제3풀리(63)의 둘레를 따라 반시계 방향(A2')으로 슬라이딩할 수 있다. 다시 말해, 제2회전축(661)의 위치가 반시계 방향(A2')으로 이동할 수 있다. 제2풀리(62)에 연결된 제2메인링크(641)의 일측은 제2풀리(62)와 함께 반시계 방향(A2')으로 이동할 수 있고, 제2메인링크(641)와 연결된 제2프레임(52)의 일측은 제2메인링크(641)와 함께 반시계 방향(A2')으로 이동할 수 있다.

이와 같이 구동원에 의해 제1와이어(503)의 타단부(W4)가 당겨짐으로써 구동풀리(60)에 전달된 구동력이 제1풀리(61), 제3풀리(63), 제2풀리(62)를 통해 제2메인링크(641) 및 제2프레임(52)에 전달되어 제1프레임(51)과 제2프레임(52)이 회전 및 슬라이딩 동작이 가능한 2자유도를 가지고 움직일 수 있다.

앞서 설명한 것처럼, 제1와이어(503)의 타단부(W4)가 당겨지면, 제3풀리(63)는 제3회전축(662)을 중심으로 반시계 방향(A2)으로 회전하고, 제3풀리(63)의 회전중심(662)의 위치는 제1풀리(61)의 주변을 따라 이동될 수 있다. 또한, 제2풀리(62)는 제2회전축(661)을 중심으로 반시계 방향(A2)으로 회전하고, 제2풀리(62)의 회전중심(661)의 위치는 제3풀리(63)의 주변을 따라 이동될 수 있다. 이때 제2프레임(52)의 피봇 후의 제1회전축(660)과 제2회전축(661) 사이의 거리(L2:도 8b 참조)는 제2프레임(52)의 피봇 전의 제1회전축(660)과 제2회전축(661) 사이의 거리(L1:도 8a 참조)보다 크다. 이와 같이 제2프레임(52)이 반시계 방향으로 피봇될 때, 무릎관절(6)의 회전중심이 가변되도록 함으로써 보행보조장치(5)의 무릎관절(6)은 실제 사용자의 무릎관절과 유사하게 동작될 수 있다.

도 8b와 같이, 제1프레임(51)과 제2프레임(52)이 소정의 각도를 이룬 상태에서, 제2프레임(52)을 시계 방향(A1)으로 피봇시키고자 하는 경우, 구동원에 의해 제1와이어(503)의 일단부(W3)가 잡아당겨질 수 있다. 다시 말해, 보행보조로봇(5)을 착용한 사용자의 굽혀진 무릎이 펴지도록 할 경우 구동원에 의해 제1와이어(503)의 일단부(W3)가 잡아당겨질 수 있다.

구동원에 의해 제1와이어(503)의 일단부(W3)가 잡아당겨지는 경우에는 무릎관절(6)이 제1와이어(503)의 타단부(W4)가 잡아당겨지는 경우와 반대 방향으로 동작될 수 있다. 구체적으로, 구동풀리(60)는 제1회전축(660)을 중심으로 시계 방향(A1) 방향으로 회전한다. 구동풀리(60)와 함께 제1풀리(61)는 제1회전축(660)을 중심으로 시계 방향(A1)으로 회전한다. 제1풀리(61)가 시계 방향(A1)으로 회전하면, 제1풀리(61)에 감긴 제2와이어(504)는 제1풀리(61)와 함께 시계 방향(A1)으로 회전한다. 제2와이어(504)가 감긴 제3풀리(63)는 제2와이어(504)와 함께 제3회전축(662)을 중심으로 시계 방향(A1)으로 회전하고, 제2와이어(504)가 감긴 제2풀리(62)도 제1와이어(503)와 함께 제2회전축(661)을 중심으로 시계 방향(A1)으로 회전한다. 결과적으로 제2풀리(62)와 구속된 제2메인링크(641) 및 제2메인링크(641)와 연결된 제2프레임(52)은 시계 방향(A1)으로 회전한다.

도 8a에 도시된 것과 같이, 회전 동작에 추가하여 슬라이딩 동작도 발생한다. 구체적으로, 제1풀리(61)가 제1회전축(660)을 중심으로 시계 방향(A1)으로 회전하면, 제3풀리(63)는 제1풀리(61)의 둘레를 따라 시계 방향(A1')으로 슬라이딩할 수 있다. 제3풀리(63)가 슬라이딩함에 따라 제2와이어(504)에 의해 제3풀리(63)와 연결된 제2풀리(62) 또한 제3풀리(63)의 주변을 따라 시계 방향(A1')으로 슬라이딩할 수 있다. 제2풀리(62)에 연결된 제2메인링크(641)의 일측은 제2풀리(62)와 함께 이동할 수 있고, 제2메인링크(641)에 연결된 제2프레임(52)의 일측은 제2메인링크(641)와 함께 이동할 수 있다.

이와 같이, 제1와이어(503)의 일단부(W3)가 당겨지면, 제3풀리(63)는 제3회전축(662)을 중심으로 시계 방향(A1)으로 회전하고 제3풀리(63)의 회전중심(662)의 위치는 제1풀리(61)의 둘레를 따라 이동할 수 있다. 제2풀리(62)는 제2회전축(661)을 중심으로 시계 방향(A1)으로 회전하고 제2풀리(62)의 회전중심(661)은 제3풀리(63)의 둘레를 따라 이동할 수 있다. 이때 제2프레임(52)의 피봇 후의 제1회전축(660)과 제2회전축(661) 사이의 거리(L1:도 8a 참조)는 제2프레임(52)의 피봇 전의 제1회전축(660)과 제2회전축(661) 사이의 거리(L2:도 8b 참조)보다 작다. 이처럼 보행보조장치(5)의 무릎관절(6)의 회전중심의 위치는 가변될 수 있다. 제2프레임(52)이 시계 방향으로 피봇될 때, 무릎관절(6)의 회전중심의 위치가 가변되도록 함으로써 보행보조장치(5)의 무릎관절(6)은 실제 사용자의 무릎관절과 유사하게 동작될 수 있다.

상기와 같은 복수의 풀리와 와이어에 의한 구동력 전달 구조에 의하면 큰 구동력을 전달할 수 있고, 백 래쉬(backlash)가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 풀리들을 연결하는 와이어는 복수 회 감길 수 있다. 풀리들에 전달되는 구동력을 증폭시키기 위하여 복수 회 감긴 와이어는 감속기의 기능을 하여 풀리에 전달되는 구동력을 증폭시킬 수 있다. 구동력을 증폭시키는 다른 방법으로 구동풀리는 유성 기어로 연결될 수도 있다. 도 9(a) 및 도 9(b)는 다른 실시예에 따른 무릎관절의 동작 및 구동력 전달 구조를 도시한 도면이다.

도 9(a) 및 도 9(b)를 참조하면, 무릎관절(6)은 구동풀리(60')와 제1풀리(61')가 각각 별도로 마련될 수 있다. 구동풀리(60')에는 구동원과 연결되는 제1와이어(503)가 감길 수 있고, 구동풀리(60')와 제1풀리(61')는 제3와이어(505)에 의해 연결될 수 있다. 제3와이어(505)는 구동풀리(60') 및 제1풀리(61')에 감겨 구동풀리(60')에 전달된 구동력을 제1풀리(61')에 전달할 수 있다. 제1풀리(61'), 제2풀리(62) 및 제3풀리(63)는, 도 6a 내지 도 8b의 실시예와 유사하게, 제2와이어(504)에 의해 연결될 수 있다.

도 9a 및 도 9b의 실시예와 달리, 제1와이어(503)와 제3와이어(505) 또는 제2와이어(504)와 제3와이어(505)는 하나의 와이어로 구비될 수도 있다. 또한 제1와이어(503), 제2와이어(504) 및 제3와이어(505)가 하나의 와이어로 구비될 수도 있다.

도 9a 및 도 9b에 개시된 무릎관절(6)은 구동풀리(60')와 제1풀리(61')가 각각 별도로 마련되고, 구동풀리(60')와 제1풀리(61')가 제3와이어(505)에 의해 연결되는 구동력 전달 구조에 있어서 제1실시예의 경우와 상이하다. 구동력 전달구조 외에, 구동원에 의해 제1와이어(503)의 일단부(W3) 또는 타단부(W4)가 잡아당겨져 무릎관절(6)이 슬라이딩 동작과 롤링 동작을 동시에 하여 피봇동작이 이루어지는 점에 있어서는 도 6a 내지 도 8b의 실시예와 유사하게 적용될 수 있다.

도 10(a) 및 도 10(b)는 또 다른 실시예에 따른 무릎관절의 동작 및 구동력 전달 구조를 도시한 도면이다.

도 10(a) 및 도 10(b)를 참조하면, 무릎관절(6)은, 구동풀리(60'')에 전달된 구동력이 기어 연결에 의해 전달되어 제2프레임(52)을 피봇시킬 수 있다. 구동풀리(60'')는 구동원과 연결된 제1와이어(503)에 의해 구동력을 전달받을 수 있다.

제1풀리(61'')는 구동풀리(60'')와 일체로 형성되거나, 별개로 구비되어 와이어에 의해 연결될 수도 있다. 제1풀리(61'')의 외주면에는 제1기어(610), 제2풀리(62')의 외주면에는 제2기어(620), 제3풀리(63')의 외주면에는 제3기어(630)가 형성될 수 있다. 제1풀리(61'')와 제3풀리(63') 사이에는 제1보조기어(652)가 마련되어 제1기어(610) 및 제3기어(630)와 치합될 수 있다. 제2풀리(62')와 제3풀리(63') 사이에는 제2보조기어(653)가 마련되어 제2기어(620) 및 제3기어(630)와 치합될 수 있다.

제1와이어(503)의 타단부(W4)가 당겨져 구동풀리(60'')가 반시계 방향(A2)로 회전하면, 제1풀리(61'') 또한 반시계 방향(A2)으로 회전할 수 있다. 제1풀리(61'')가 반시계 방향(A2)으로 회전하면, 제1기어(610)와 치합된 제1보조기어(652)는 시계 방향(A1)으로 회전한다. 제1보조기어(652)가 시계 방향(A1)으로 회전하면, 제1보조기어(652)와 치합된 제3기어(630)는 반시계 방향(A2)로 회전한다. 제3기어(630)는 제1보조기어(652)와 치합되어 회전하므로 제1보조기어(652)의 둘레를 따라 이동하면서 동시에 반시계 방향(A2)으로 회전할 수 있다.

제3기어(630)가 반시계 방향(A2)으로 회전하면, 제3기어(630)와 치합되는 제2보조기어(653)는 시계 방향(A1)으로 회전한다. 제2보조기어(653)가 시계 방향(A1)으로 회전하면 제2기어(620)는 반시계 방향(A2)으로 회전한다. 제2보조기어(652)는 제3기어(630)에 치합되어 회전하므로 제3기어(630)의 둘레를 따라 이동하면서 동시에 반시계 방향(A2)으로 회전할 수 있다. 제2기어(620) 또한, 제2보조기어(653)와 치합되어 회전하므로 제2보조기어(653)의 둘레를 따라 이동하면서 동시에 반시계 방향(A2)으로 회전할 수 있다.

제2기어(620)가 반시계 방향(A2)으로 회전하면 제2풀리(62')가 장착되는 제2메인링크(641) 및 제2메인링크(641)와 연결된 제2프레임(52)이 반시계 방향(A2)으로 피봇될 수 있다. 이와 같은 기어 연결에 의해 제2프레임(52)은 회전하면서 피봇될 수 있다.

제1와이어(503)의 일단부(W3)가 당겨지는 경우 제1기어(610), 제2기어(620), 3기어(630), 제1보조기어(652) 및 제2보조기어(653)의 회전 방향은 제1와이어(503)의 타단부(W4)가 당겨지는 경우와 반대의 방향이고, 제2프레임(52)은 회전 중심이 가변되면서 시계 방향(A1)으로 회전하는 피봇 운동을 하게 된다.

도 11(a) 및 도 11(b)는 또 다른 실시예에 따른 무릎관절의 동작에 따른 하중지지 구조를 도시한 도면이다.

도 11(a) 및 도 11(b)를 참조하면, 무릎관절(6)의 메인링크(64')는 면접촉을 하여 사용자의 하중을 지지할 수 있다. 제1프레임(51)에 연결된 제1메인링크(640')의 일측면과 제2프레임(52)에 연결된 제2메인링크(641')의 일측면은 면접촉이 가능하게 마련될 수 있다. 제1메인링크(640')의 하부면인 제1접촉면(642)은 평탄하지 않고 높낮이가 불균일하게 형성될 수 있다. 일례로, 제1메인링크(640')의 제1접촉면(642)은 하부로 돌출된 볼록부 또는 상부로 오목하게 패인 오목부를 포함할 수 있다. 도 11a 및 도 11b에서는, 제1메인링크(640')의 제1접촉면(642)에는 오목부가 형성된 구조를 개시하고 있다. 제2메인링크(641')의 상부면인 제2접촉면(643)은 제1메인링크(640')의 제1접촉면(642)에 대응되는 형상으로 마련될 수 있다. 제2메인링크(641')의 제2접촉면(643)에는 제1메인링크(640')의 제1접촉면(642)에 형성된 오목부에 대응되는 볼록부가 형성될 수 있다.

보행보조로봇(5)의 제1프레임(51)과 제2프레임(52)이 일직선상에서 연장된 경우, 서로 맞닿아 접촉하는 제1메인링크(640')의 제1접촉면(642)과 제2메인링크(641')의 제2접촉면(643)에 의해 제2메인링크(641')는 제1메인링크(640')를 지지할 수 있다(도 11a 참조). 사용자가 보행보조로봇(5)을 착용하고, 무릎관절(6)에 사용자의 하중이 가해지면, 제1메인링크(640')가 제2메인링크(641')에 의해 지지됨으로써 무릎관절(6)에 가해지는 하중이 지지될 수 있다.

제1메인링크(640')의 제1접촉면(642)의 일측에는 제1가이드부(T1)가 마련될 수 있다. 제1가이드부(T1)는, 제1프레임(51)과 제2프레임(52)이 일직선으로 연장되었을 때, 제1프레임(51)과 제2프레임(52)을 기준으로 제3풀리(63) 측을 향하도록 구비될 수 있다. 제1프레임(51)과 제2프레임(52)을 기준으로 제3풀리(63) 측을 향하는 방향을 후방(F2)이라 하고, 제3풀리(63) 측이 향하는 방향과 대향되는 방향을 전방(F1)이라 하면, 제1가이드부(T1)는 후방을 향하도록 마련될 수 있다. 제1가이드부(T1)는 하부로 볼록하게 형성될 수 있다. 유사하게, 제2메인링크(641')의 제2접촉면(643)의 일측에는 제2가이드부(T2)가 후방을 향하도록 마련될 수 있다. 제2가이드부(T2)는 상부로 볼록하게 형성될 수 있다.

도 11b에 개시된 것과 같이, 제1프레임(51) 또는 제2프레임(52)이 무릎관절(6)을 중심으로 피봇되면, 제1접촉면(642)과 제2접촉면(643)의 전방은 이격될 수 있다. 하지만 하부로 볼록한 제1가이드부(T1)는 상부로 볼록한 제2가이드부(T2)와의 접촉 지점이 가변되면서 제2가이드부(T2)에 의해 지지될 수 있다. 따라서 제1프레임(51) 또는 제2프레임(52)이 무릎관절(6)을 중심으로 피봇되더라도 제1가이드부(T1)의 하부면이 제2가이드부(T2)의 상부면에 의해 지지됨으로써 무릎관절(6)에 가해지는 하중이 지지될 수 있다.

제1접촉면(642), 제2접촉면(643)에는 실리콘, 고무 등과 같은 완충부재가 장착될 수 있다. 이와 같은 완충부재는 제1접촉면(642)과 제2접촉면(643)이 부딪히면서 받는 충격을 완화시킬 수 있고, 충격에 의한 소음을 방지할 수 있다.

도 12(a) 및 도 12(b)는 또 다른 실시예에 따른 무릎관절의 동작에 따른 하중지지 구조를 도시한 도면이다.

도 12(a) 및 도 12(b)를 참조하면, 무릎관절(6)은 제1메인링크(640'')와 제2메인링크(641'')를 연결하는 링크유닛(67)을 포함할 수 있다. 링크유닛(67)은 제1지지링크(670) 및 제2지지링크(671)을 포함할 수 있다. 제1지지링크(670)의 일측은 제1회전축(672)에 의해 제1메인링크(640'')의 하부에 피봇가능하게 장착될 수 있다. 제2지지링크(671)의 일측은 제2회전축(673)에 의해 제2메인링크(641'')의 상부에 피봇가능하게 장착될 수 있다. 제1지지링크(670)의 타측과 제2지지링크(671)의 타측은 제3회전축(674)에 의해 피봇가능하게 연결될 수 있다.

도 12a에 개시된 것과 같이, 링크유닛(67)은, 제1프레임(51)과 제2프레임(52)이 일직선으로 연장될 때, 제1메인링크(640'')의 하부면과 제2메인링크(641'')의 상부면 사이에 위치될 수 있다. 이때 제3회전축(674)에서의 제1지지링크(670)와 제2지지링크(671) 사이의 각도(θ)가 0이거나 0에 가까울 수 있다. 제1지지링크(670)와 제2지지링크(671)는 제1메인링크(640'')와 제2메인링크(641'') 사이에 상하 방향으로 적층되어 위치될 수 있다. 무릎관절(6)에 가해지는 하중은 제1메인링크(640''), 제2메인링크(641''), 그리고 제1메인링크(640'')와 제2메인링크(641'') 사이에 위치한 제1지지링크(670)와 제2지지링크(671)의 접촉면들에 의해 지지될 수 있다.

도 12b에 개시된 것과 같이, 제1프레임(51) 또는 제2프레임(52)이 피봇되면, 제1메인링크(640'')의 하부면과 제2메인링크(641'')의 상부면 사이가 이격된다. 제1프레임(51) 또는 제2프레임(52)이 피봇됨에 따라 제1지지링크(670)와 제2지지링크(671) 사이의 각도(θ)는 증가할 수 있다.

제1메인링크(640''), 제2메인링크(641''), 제1지지링크(670) 및 제2지지링크(671)가 인접하는 다른 부재와 접촉되는 면에는 실리콘, 고무 등과 같은 완충부재가 장착되어 각 부재들끼리 부딪힐 때 발생하는 소음 및 충격을 완화시킬 수 있다.

도 13(a) 및 도 13(b)는 또 다른 실시예에 따른 무릎관절의 동작에 따른 하중지지 구조를 도시한 도면이다.

도 13(a) 및 도 13(b)을 참조하면, 무릎관절은(6)은 제1메인링크(640'')와 제2메인링크(641'')를 연결하는 탄성유닛(68)을 포함할 수 있다. 탄성유닛(68)은 제1탄성부재(680) 및 제2탄성부재(681)을 포함할 수 있다. 제1탄성부재(680)의 일측은 제1회전축(682)에 의해 제1메인링크(640'')의 하부에 피봇가능하게 장착될 수 있다. 제2탄성부재(681)의 일측은 제2회전축(683)에 의해 제2메인링크(641'')의 상부에 피봇가능하게 장착될 수 있다. 제2탄성부재(680)의 타측과 제2탄성부재(681)의 타측은 제3회전축(684)에 의해 피봇가능하게 연결될 수 있다.

도 13a와 같이, 탄성유닛(68)은, 제1프레임(51)과 제2프레임(52)이 일직선으로 연장될 때, 제1메인링크(640'')의 하부면과 제2메인링크(641'')의 상부면 사이에 위치될 수 있다. 이때 제3회전축(684)에서의 제1탄성부재(680)와 제2탄성부재(681) 사이의 각도(θ)가 0이거나 0에 가까울 수 있다. 제1탄성부재(680)와 제2탄성부재(681)는 제1메인링크(640'')와 제2메인링크(641'') 사이에 상하 방향으로 적층되어 위치될 수 있다. 무릎관절(6)에 가해지는 하중은 제1메인링크(640''), 제2메인링크(641''), 그리고 제1메인링크(640'')와 제2메인링크(641'') 사이에 위치한 제1탄성부재(680)와 제2탄성부재(681)의 접촉면들에 의해 지지될 수 있다.

도 13b와 같이, 제1프레임(51) 또는 제2프레임(52)이 피봇되면, 제1메인링크(640'')의 하부면과 제2메인링크(641'')의 상부면 사이가 이격된다. 제1프레임(51) 또는 제2프레임(52)이 피봇됨에 따라 제1탄성부재(680)와 제2탄성부재(681) 사이의 각도(θ)는 증가할 수 있다.

제1탄성부재(680)와 제2탄성부재(681)는 인접하는 부재를 이격시키는 방향으로 탄성력을 작용하는 판스프링일 수 있다. 제1프레임(51)과 제2프레임(52)이 피봇되어 일직선을 이루게 될 때, 제1탄성부재(680)와 제2탄성부재(681)의 탄성력에 의해 제1메인링크(640'')가 제2메인링크(641'')가 서로 부딪힐때 발생하는 소음 및 충격이 완화될 수 있다.

개시된 실시예들에 따르면, 복수의 풀리와 와이어 또는 기어를 포함하는 관절 어셈블리의 구조에 의해 사용자의 실제 무릎관절과 유사한 동작을 하는 무릎관절을 구현할 수 있다. 사용자가 무릎을 굽히고 펴는 과정에서 보행보조로봇의 무릎관절이 슬라이딩과 롤링 동작을 동시에 하여 사용자의 실제 무릎관절과 같은 동작을 구현하므로, 사용자가 보행보조로봇을 착용하고 보행할 때 편안함을 느낄 수 있다. 또한 보행보조로봇의 무릎관절에 구비되는 하중지지 구조를 통해, 보행보조로봇을 사용자가 착용했을 때 무릎관절에 가해지는 하중이 안정적으로 지지될 수 있다. 하중지지 구조에 마련된 완충부재를 통해 무릎관절에 가해지는 충격 및 소음이 완충될 수도 있다.

5: 보행보조로봇 6: 무릎관절
51: 제1프레임 52: 제2프레임
60: 구동풀리 61: 제1풀리
62: 제2풀리 63: 제3풀리
64: 메인링크 65: 보조링크
67: 링크유닛 68: 탄성유닛
610: 제1기어 620: 제2기어
630: 제3기어 640: 제1메인링크
641: 제2메인링크 642: 제1접촉면
643: 제2접촉면 650: 제1보조링크
651: 제2보조링크 660: 제1회전축
661: 제2회전축 662: 제3회전축
W: 와이어

Claims

제1회전축을 중심으로 회전가능하고, 외주면에 제1기어가 형성되는 제1풀리;
제2회전축을 중심으로 회전가능하고, 외주면에 제2기어가 형성되는 제2풀리; 및
상기 제1풀리 및 상기 제2풀리와 연결되고, 제3회전축을 중심으로 회전가능하며 외주면에 제3기어가 형성되는 제3풀리;를 포함하고,
상기 제1풀리가 상기 제1회전축을 중심으로 회전하면 상기 제2회전축의 위치 및 상기 제3회전축의 위치가 이동하며,
상기 제1풀리와 상기 제2풀리 사이에는 상기 제1기어 및 상기 제2기어와 치합되는 제1보조기어가 구비되고, 상기 제3풀리와 상기 제2풀리 사이에는 상기 제3기어와 상기 제2기어와 치합되는 제2보조기어가 구비되는 관절 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 제1풀리에 구동력이 전달되면, 상기 제1풀리에 연결되는 제1프레임 또는 상기 제2풀리에 연결되는 제2프레임은 회전중심의 위치가 가변되면서 피봇되는 관절 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 제1풀리, 상기 제2풀리 및 상기 제3풀리는 와이어에 의해 연결되는 관절 어셈블리.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1풀리에는 구동원과 연결된 와이어가 연결되는 관절 어셈블리.
제1항에 있어서,
상기 제1풀리에는 구동풀리가 연결되고 상기 구동풀리에는 구동원과 연결된 와이어가 연결되고, 상기 제1풀리는 상기 구동풀리에 전달된 구동력을 전달받는 관절 어셈블리.
제7항에 있어서,
상기 제1풀리와 상기 구동풀리는 일체로 형성되는 관절 어셈블리.
제2항에 있어서,
일측에 상기 제1풀리가 장착되고, 타측에 제1프레임이 연결되는 제1메인링크; 및
일측에 상기 제2풀리가 장착되고, 타측에 상기 제2프레임이 연결되는 제2메인링크;를 더 포함하는 관절 어셈블리.
제9항에 있어서,
상기 제1메인링크와 상기 제3풀리를 연결하는 제1보조링크; 및
상기 제3풀리와 상기 제2메인링크를 연결하는 제2보조링크;를 더 포함하는 관절 어셈블리.
제10항에 있어서,
상기 제1보조링크의 일측, 상기 제1메인링크 및 상기 제1풀리를 관통하는 제1회전축;
상기 제2보조링크의 일측, 상기 제2메인링크 및 상기 제2풀리를 관통하는 제2회전축; 및
상기 제1보조링크의 타측, 상기 제3풀리 및 상기 제2보조링크의 일측을 관통하는 제3회전축;을 더 포함하는 관절 어셈블리.
제9항에 있어서,
상기 제1메인링크의 하부면은 높낮이가 불균일하게 형성되고, 상기 제2메인링크의 상부면은 상기 제1메인링크의 하부면의 형상에 대응되게 마련되어, 상기 제1프레임과 상기 제1프레임이 일직선으로 연장될 때 상기 제1메인링크를 지지하는 관절 어셈블리.
제9항에 있어서,
상기 제1메인링크의 일측에는 제1가이드부가 형성되고, 상기 제2메인링크의 일측에는 제2가이드부가 형성되어, 상기 제1프레임 또는 상기 제2프레임이 피봇되면 상기 제2가이드부에 의해 상기 제1가이드부가 지지되는 관절 어셈블리.
제9항에 있어서,
상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크가 접촉되는 접촉면에는 실리콘 또는 고무를 포함하는 소재로 제조된 완충부재가 장착되는 관절 어셈블리.
제9항에 있어서,
상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크는 피봇가능하게 구비된 링크유닛에 의해 연결되고, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임이 일직선으로 연장될 때 상기 링크유닛은 상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크의 사이에 위치되는 관절 어셈블리.
제9항에 있어서,
상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크는 피봇가능하게 구비된 탄성유닛에 의해 연결되고, 상기 제1프레임과 상기 제2프레임이 일직선으로 연장되면 상기 탄성유닛은 상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크 사이에 위치되는 관절 어셈블리.
사용자의 신체에 장착되어 사용자의 보행을 보조하는 보행보조로봇에 있어서,
사용자의 대퇴부에 장착되는 제1프레임; 및
사용자의 종아리에 장착되고, 무릎관절 어셈블리를 통해 상기 제1프레임과 연결되는 제2프레임;을 포함하고,
상기 무릎관절 어셈블리는, 상기 제1프레임에 장착되고, 구동력을 전달받는 제1풀리가 장착되는 제1메인링크;
상기 제2프레임에 장착되고 제2풀리가 장착되는 제2메인링크; 및
상기 제1풀리 및 상기 제2풀리와 연결되는 제3풀리;를 포함하고,
상기 제1풀리에 구동력이 전달되어 상기 제1풀리가 일방향으로 회전하면, 상기 제2풀리 및 상기 제3풀리도 일방향으로 회전하고, 상기 제3풀리의 회전중심의 위치 및 상기 제2풀리의 회전중심의 위치가 이동되는 보행보조로봇.
제17항에 있어서,
상기 제1프레임 또는 제2프레임에 가해진 하중은 상기 제1메인링크가 상기 제2메인링크에 의해 지지됨으로써 지지될 수 있는 보행보조로봇.
제17항에 있어서,
상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크는 링크유닛에 의해 연결되고, 상기 링크유닛은, 일측이 상기 제1메인링크에 피봇가능하게 장착되는 제1지지링크; 및
일측이 상기 제2메인링크에 피봇가능하게 장착되고 타측이 상기 제1지지링크의 타측에 피봇가능하게 장착되는 제2지지링크;를 포함하는 보행보조로봇.
제19항에 있어서,
상기 제1프레임 및 상기 제2프레임이 일직선으로 연장되면, 상기 제1지지링크와 상기 제2지지링크는, 상기 제1메인링크 및 상기 제2메인링크 사이에 접혀서 위치되고 상기 무릎관절 어셈블리에 가해진 하중을 지지하는 보행보조로봇.
제17항에 있어서,
상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크는 탄성유닛에 의해 연결되고, 상기 탄성유닛은 상기 제1메인링크와 상기 제2메인링크 사이에 위치되어 상기 무릎관절 어셈블리에 가해진 하중을 지지하는 보행보조로봇.
제17항에 있어서,
상기 제1메인링크와 상기 제3풀리는 제1보조링크에 의해 연결되고, 상기 제2메인링크와 상기 제3풀리는 제2보조링크에 의해 연결되는 보행보조로봇.
제22항에 있어서,
상기 제2프레임이 상기 제1프레임에 대해 피봇되면, 상기 제3풀리에서의 상기 제1보조링크와 상기 제2보조링크가 이루는 각도가 가변되는 보행보조로봇.
제17항에 있어서,
상기 제1풀리는 와이어에 의해 구동풀리와 연결되고, 상기 제1풀리와 상기 구동풀리를 연결하는 와이어의 일단부 또는 타단부 중 적어도 하나는 구동원과 연결되는 보행보조로봇.
제17항에 있어서,
상기 제1풀리, 상기 제2풀리 및 상기 제3풀리는 와이어에 의해 연결되고, 상기 제1풀리에 전달된 구동력에 의해 상기 제1풀리, 상기 와이어, 상기 제2풀리, 상기 제3풀리가 함께 회전하는 보행보조로봇.
제17항에 있어서,
상기 제1풀리, 상기 제2풀리 및 상기 제3풀리의 외주면에는 각각 기어가 형성되고, 상기 기어와 치합되는 보조기어들에 의해 상기 제1풀리, 상기 제2풀리 및 상기 제3풀리가 연결되는 보행보조로봇.
사용자의 보행을 보조하도록 사용자의 신체에 장착되는 보행보조로봇에 있어서,
사용자의 대퇴부에 장착되는 제1프레임;
사용자의 종아리에 장착되는 제2프레임; 및
상기 제1프레임과 상기 제2프레임을 피봇가능하게 연결하고, 하중을 지지할 수 있는 무릎관절 어셈블리;를 포함하고,
상기 무릎관절 어셈블리는, 상기 제1프레임에 피봇가능하게 연결되는 제1메인링크;
상기 제2프레임에 피봇가능하게 연결되는 제2메인링크;
제1회전축에 의해 일측이 상기 제1메인링크에 피봇가능하게 연결되는 제1보조링크;
제2회전축에 의해 일측이 상기 제2메인링크에 피봇가능하게 연결되고, 제3회전축에 의해 상기 제1보조링크의 타측에 피봇가능하게 연결된 제2보조링크;를 포함하고,
상기 제1보조링크의 일측에 구동력이 전달되면, 상기 제3회전축과 상기 제2회전축이 이동하는 보행보조로봇.
제27항에 있어서,
상기 제1보조링크의 일측에 전달된 구동력에 의해 상기 제3회전축에서의 상기 제1보조링크와 상기 제2보조링크 간의 각도가 가변됨으로써 상기 제2프레임이 상기 제1프레임에 대해 피봇되는 보행보조로봇.
제27항에 있어서,
상기 제1회전축이 장착되고 구동력을 전달받는 제1풀리, 상기 제2회전축이 장착되는 제2풀리 및 상기 제3회전축이 장착되는 제3풀리를 포함하는 보행보조로봇.
제29항에 있어서,
상기 제1풀리, 상기 제2풀리 및 상기 제3풀리는 하나의 와이어에 의해 연결되는 보행보조로봇.
제29항에 있어서,
상기 제3풀리는, 상기 제1회전축을 중심으로 회전하는 동작과 상기 제3회전축을 중심으로 회전하는 동작을 동시에 하고, 상기 제2풀리는, 상기 제3회전축을 중심으로 회전하는 동작과 상기 제2회전축을 중심으로 회전하는 동작을 동시에 하는 보행보조로봇.