特開 2022-82427 筋力補助装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022082427

(43)【公開日】2022-06-01

(54)【発明の名称】筋力補助装置

(51)【国際特許分類】

   B25J 11/00 20060101AFI20220525BHJP

【ＦＩ】

B25J11/00 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021147966

(22)【出願日】2021-09-10

(31)【優先権主張番号】10-2020-0156981

(32)【優先日】2020-11-20

(33)【優先権主張国・地域又は機関】KR

(71)【出願人】

【識別番号】591251636

【氏名又は名称】現代自動車株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＨＹＵＮＤＡＩ ＭＯＴＯＲ ＣＯＭＰＡＮＹ

【住所又は居所原語表記】１２， Ｈｅｏｌｌｅｕｎｇ－ｒｏ， Ｓｅｏｃｈｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(71)【出願人】

【識別番号】500518050

【氏名又は名称】起亞株式会社

【住所又は居所原語表記】１２， Ｈｅｏｌｌｅｕｎｇ－ｒｏ， Ｓｅｏｃｈｏ－ｇｕ， Ｓｅｏｕｌ， Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ

(71)【出願人】

【識別番号】521401623

【氏名又は名称】現代ロテム株式会社

【氏名又は名称原語表記】ＨＹＵＮＤＡＩ ＲＯＴＥＭ ＣＯＭＰＡＮＹ

(74)【代理人】

【識別番号】100091487

【弁理士】

【氏名又は名称】中村 行孝

(74)【代理人】

【識別番号】100120031

【弁理士】

【氏名又は名称】宮嶋 学

(74)【代理人】

【識別番号】100127465

【弁理士】

【氏名又は名称】堀田 幸裕

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100210790

【弁理士】

【氏名又は名称】石川 大策

(72)【発明者】

【氏名】キム、ギュジュン

(72)【発明者】

【氏名】イム、ヒョンソプ

(72)【発明者】

【氏名】パク、サンイン

(72)【発明者】

【氏名】ユン、ジュヨン

(72)【発明者】

【氏名】ヒョン、ドンジン

(72)【発明者】

【氏名】ベ、キヒョン

(72)【発明者】

【氏名】キム、ボムス

(72)【発明者】

【氏名】キム、デジェ

【テーマコード（参考）】

3C707

【Ｆターム（参考）】

3C707AS38

3C707HT02

3C707HT11

3C707HT21

3C707XK02

3C707XK06

3C707XK17

3C707XK42

3C707XK55Q

3C707XK85

(57)【要約】      （修正有）

【課題】トルクプロファイルを容易に変更することができる筋力補助装置を提供する。
【解決手段】一つ以上のリンクを含むマルチリンク部；前記マルチリンク部の一側と結合され、中心に対して自転可能に備えられるプロファイル調節部；前記マルチリンク部の他側と結合され、前記マルチリンク部に弾性力による力を提供する弾性力提供部；を含み、前記プロファイル調節部が自転することにより、前記マルチリンク部の前記一側が前記中心に対して公転運動をすると、前記マルチリンク部の前記他側が移動することにより、前記弾性力提供部が前記マルチリンク部に加える力が変化する筋力補助装置が開示される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

一つ以上のリンクを含むマルチリンク部；
前記マルチリンク部の一側と結合され、一部が中心に対して自転可能に備えられるプロファイル調節部；
前記マルチリンク部の他側と結合され、前記マルチリンク部に弾性力による力を提供する弾性力提供部；を含み、
前記プロファイル調節部のうち一部が自転すると、前記マルチリンク部の前記一側は前記中心に対して公転運動ができるように備えられ、
前記プロファイル調節部は、前記マルチリンク部の前記一側の運動を選択的に許容または制限する筋力補助装置。

【請求項2】

前記マルチリンク部は、
一側が前記プロファイル調節部に結合される第１リンク；を含み、
前記プロファイル調節部が自転する場合、前記第１リンクの前記一側は前記中心に対して公転運動をするように備えられることで、前記弾性力提供部が前記マルチリンク部に加える力が変化する、請求項１に記載の筋力補助装置。

【請求項3】

前記マルチリンク部は、
一側が前記弾性力提供部に結合される第２リンク；をさらに含み、
前記プロファイル調節部が自転する場合、前記第２リンクの前記一側が移動するように備えられることで、前記弾性力提供部が前記マルチリンク部に加える力が変化する、請求項２に記載の筋力補助装置。

【請求項4】

前記マルチリンク部は、
第１領域が前記第１リンクの他側に回転可能に結合され、第２領域が前記第２リンクの他側に回転可能に結合される第３リンク；をさらに含む、請求項３に記載の筋力補助装置。

【請求項5】

前記マルチリンク部、前記プロファイル調節部及び前記弾性力提供部を収容する胴体部；をさらに含み、
前記マルチリンク部は、
一側が前記胴体部に対して固定され、他側が前記第１領域に回転可能に結合される第４リンク；をさらに含む、請求項４に記載の筋力補助装置。

【請求項6】

前記マルチリンク部は、
一側が前記胴体部に対して固定され、他側が前記第３リンクの第３領域に回転可能に結合される第５リンク；をさらに含む、請求項５に記載の筋力補助装置。

【請求項7】

一側が前記胴体部に対して回転可能に結合され、他側が前記弾性力提供部に結合されるエンドリンク部；をさらに含む、請求項６に記載の筋力補助装置。

【請求項8】

前記弾性力提供部は、複数のばねを含み、
前記複数のばねの一側は、それぞれ前記第２リンクの他側に結合され、
前記複数のばねの他側は、それぞれ前記エンドリンク部の前記他側に結合される、請求項７に記載の筋力補助装置。

【請求項9】

前記プロファイル調節部は、
一側が前記第１リンクに結合され、前記中心に対して自転可能に備えられる第１ギヤ；を含む、請求項２に記載の筋力補助装置。

【請求項10】

前記プロファイル調節部は、
前記第１ギヤと噛み合うように備えられる第２ギヤ；をさらに含む、請求項９に記載の筋力補助装置。

【請求項11】

前記プロファイル調節部は、
前記第１ギヤに固定して結合され、前記中心に対して自転可能に備えられる第３ギヤ；をさらに含む、請求項１０に記載の筋力補助装置。

【請求項12】

前記第１ギヤの大きさは、前記第３ギヤの大きさよりも大きい、請求項１１に記載の筋力補助装置。

【請求項13】

前記プロファイル調節部は、
前記第３ギヤの外側に備えられる歯車と干渉されることにより、前記第３ギヤの回転を制限するストッパ；をさらに含む、請求項１１に記載の筋力補助装置。

【請求項14】

前記第３ギヤの周縁のうち前記第１ギヤと前記第１リンクが互いに結合される領域には、前記中心に向かう方向に湾入された形状を有する湾入部が備えられる、請求項１１に記載の筋力補助装置。

【請求項15】

前記プロファイル調節部は、
一側が前記第１リンクに結合され、前記中心に対して自転可能に備えられる第１プーリ；
前記第１プーリから離隔されるように備えられる第２プーリ；及び
前記第１プーリと前記第２プーリとの外側を覆うように備えられるベルト；を含む、請求項２に記載の筋力補助装置。

【請求項16】

前記プロファイル調節部は、
前記第１ギヤと噛み合うように備えられるワーム（ｗｏｒｍ）；をさらに含む、請求項９に記載の筋力補助装置。

【請求項17】

一つ以上のリンクを含むマルチリンク部；
前記マルチリンク部の一側と結合され、一部が中心に対して自転可能に備えられるプロファイル調節部；
前記マルチリンク部の他側と結合され、前記マルチリンク部に弾性力による力を提供する弾性力提供部；及び
前記プロファイル調節部に動力を提供する動力提供部；を含み、
前記プロファイル調節部のうち一部が前記動力提供部によって自転すると、前記マルチリンク部の前記一側は前記中心に対して公転運動ができるように備えられ、
前記プロファイル調節部は、前記マルチリンク部の前記一側の運動を選択的に許容または制限する筋力補助装置。

【請求項18】

前記マルチリンク部、前記プロファイル調節部及び前記弾性力提供部を収容する胴体部；
前記胴体部の一側に備えられる支持部；及び
前記支持部の内側面に備えられ、圧力を感知する圧力センサ；をさらに含む、請求項１７に記載の筋力補助装置。

【請求項19】

前記圧力センサに加えられた前記圧力の大きさに応じて前記動力提供部の駆動を制御する制御部；をさらに含む、請求項１８に記載の筋力補助装置。

【請求項20】

前記第１リンクは、
前記第４リンクに向かって撓う形状を有する、請求項５に記載の筋力補助装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、筋力補助装置に関し、より詳しくは、人の作業時に補助的な力を提供することができる筋力補助装置に関する。

【背景技術】

【0002】

人の作業時に人の筋力を補助するための装置の一つとして、人の腕に装着されて筋力を補助する上腕筋力補助装置を挙げることができる。このような上腕筋力補助装置の場合、人の腕の重さ及び人の腕が支えている物の重さによる荷重を補助するためのトルクを形成するメカニズムが取り付けられている。例えば、上腕筋力補助装置の場合、装置の回転角度によって異なる大きさのトルクを有することになるが、これはトルクの大きさが回転角度に応じて決定される一種の関数関係を有するようになる。このような関数関係をトルクプロファイルという。

【0003】

一方、人が行う作業の種類によって筋力補助装置に求められるトルクの大きさが異なる。例えば、上腕筋力補助装置の回転角度が同一であるとしても、人が行う作業の種類によって人に加えられる荷重の程度が変わる。したがって、人が行う作業の種類が変わる場合、上腕筋力補助装置に求められるトルクプロファイルも変わる必要がある。

【0004】

しかし、従来の技術によれば、トルクプロファイルを変更するためには筋力補助装置内部の構成等（例えば、ばね）を交替するか、内部構成等の物性（例えば、ばねの引張力）を調節しなければならない。したがって、従来の技術によれば、筋力補助装置のトルクプロファイルを変更するのが煩わしいという問題があった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、本発明が解決しようとする課題は、トルクプロファイルを容易に変更することができる筋力補助装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記目的を達成するための本発明の一側面によれば、一つ以上のリンクを含むマルチリンク部；前記マルチリンク部の一側と結合され、一部が中心に対して自転可能に備えられるプロファイル調節部；前記マルチリンク部の他側と結合され、前記マルチリンク部に弾性力による力を提供する弾性力提供部；を含み、前記プロファイル調節部のうち一部が自転すると、前記マルチリンク部の前記一側は前記中心に対して公転運動ができるように備えられ、前記プロファイル調節部は、前記マルチリンク部の前記一側の運動を選択的に許容または制限する筋力補助装置が提供される。

【0007】

前記マルチリンク部は、一側が前記プロファイル調節部に結合される第１リンク；を含み、前記プロファイル調節部が自転する場合、前記第１リンクの前記一側は前記中心に対して公転運動をするように備えられることで、前記弾性力提供部が前記マルチリンク部に加える力が変化し得る。

【0008】

前記マルチリンク部は、一側が前記弾性力提供部に結合される第２リンク；をさらに含み、前記プロファイル調節部が自転する場合、前記第２リンクの前記一側が移動するように備えられることで、前記弾性力提供部が前記マルチリンク部に加える力が変化することができる。

【0009】

前記マルチリンク部は、第１領域が前記第１リンクの他側に回転可能に結合され、第２領域が前記第２リンクの他側に回転可能に結合される第３リンク；をさらに含んでよい。

【0010】

前記マルチリンク部、前記プロファイル調節部及び前記弾性力提供部を収容する胴体部；をさらに含み、前記マルチリンク部は、一側が前記胴体部に対して固定され、他側が前記第１領域に回転可能に結合される第４リンク；をさらに含んでよい。

【0011】

前記マルチリンク部は、一側が前記胴体部に対して固定され、他側が前記第３リンクの第３領域に回転可能に結合される第５リンク；をさらに含んでよい。

【0012】

一側が前記胴体部に対して回転可能に結合され、他側が前記弾性力提供部に結合されるエンドリンク部；をさらに含んでよい。

【0013】

前記弾性力提供部は複数のばねを含み、前記複数のばねの一側はそれぞれ前記第２リンクの他側に結合され、前記複数のばねの他側はそれぞれ前記エンドリンク部の前記他側に結合されてよい。

【0014】

前記プロファイル調節部は、一側が前記第１リンクに結合され、前記中心に対して自転可能に備えられる第１ギヤ；を含んでよい。

【0015】

前記プロファイル調節部は、前記第１ギヤと噛み合うように備えられる第２ギヤ；をさらに含んでよい。

【0016】

前記プロファイル調節部は、前記第１ギヤに固定して結合され、前記中心に対して自転可能に備えられる第３ギヤ；をさらに含んでよい。

【0017】

前記第１ギヤの大きさは、前記第３ギヤの大きさよりも大きくてよい。

【0018】

前記プロファイル調節部は、前記第３ギヤの外側に備えられる歯車と干渉されることにより、前記第３ギヤの回転を制限するストッパ；をさらに含んでよい。

【0019】

前記第３ギヤの周縁のうち前記第１ギヤと前記第１リンクが互いに結合される領域には、前記中心に向かう方向に湾入された形状を有する湾入部が備えられてよい。

【0020】

前記プロファイル調節部は、一側が前記第１リンクに結合されて前記中心に対して自転可能に備えられる第１プーリ；前記第１プーリから離隔されるように備えられる第２プーリ；及び前記第１プーリと前記第２プーリの外側を覆うように備えられるベルト；を含んでよい。

【0021】

前記プロファイル調節部は、前記第１ギヤと噛み合うように備えられるワーム（ｗｏｒｍ）；をさらに含んでよい。

【0022】

前記目的を達成するための本発明の他の側面によれば、一つ以上のリンクを含むマルチリンク部；前記マルチリンク部の一側と結合され、一部が中心に対して自転可能に備えられるプロファイル調節部；前記マルチリンク部の他側と結合され、前記マルチリンク部に弾性力による力を提供する弾性力提供部；及び前記プロファイル調節部に動力を提供する動力提供部；を含み、前記プロファイル調節部のうち一部が前記動力提供部によって自転すると、前記マルチリンク部の前記一側は前記中心に対して公転運動ができるように備えられ、前記プロファイル調節部は、前記マルチリンク部の前記一側の運動を選択的に許容または制限する筋力補助装置が提供される。

【0023】

前記マルチリンク部、前記プロファイル調節部及び前記弾性力提供部を収容する胴体部；前記胴体部の一側に備えられる支持部；及び前記支持部の内側面に備えられ、圧力を感知する圧力センサ；をさらに含んでよい。

【0024】

前記圧力センサに加えられた前記圧力の大きさに応じて前記動力提供部の駆動を制御する制御部をさらに含んでよい。

【0025】

前記第１リンクは、前記第４リンクに向かって撓う形状を有してよい。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、トルクプロファイルを容易に変更できる筋力補助装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明に係る筋力補助装置の構造を概略的に示した概念図である。

【図2】本発明の第１実施形態による筋力補助装置の内部構造を示した図である。

【図3】本発明の第１実施形態による筋力補助装置で第１胴体と第２胴体との間の回転による多様な駆動例示を示した図である。

【図4】本発明の第１実施形態による筋力補助装置でプロファイル調節部を用いて回転力のプロファイルを調節する多様な駆動例示を示した図である。

【図5】本発明の第１実施形態による筋力補助装置でプロファイル調節部を用いて回転力のプロファイルを調節する多様な駆動例示を示した図である。

【図6】本発明の第１実施形態による筋力補助装置でプロファイル調節部を用いて回転力のプロファイルを調節する多様な駆動例示を示した図である。

【図7】本発明の第１実施形態による筋力補助装置でプロファイル調節部を用いて回転力のプロファイルを調節する多様な駆動例示を示した図である。

【図8】本発明に係る筋力補助装置によって形成され得る多様な種類の回転角度－回転力関数関係の例示を示したグラフである。

【図9】本発明の第２実施形態による筋力補助装置でプロファイル調節部を拡大して示した図である。

【図10】本発明の第３実施形態による筋力補助装置でプロファイル調節部を拡大して示した図である。

【図11】本発明に係る筋力補助装置の他の例を示した図である。

【図12】本発明に係る筋力補助装置のまた他の例を示した図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、図面を参考にしつつ、本発明に係る筋力補助装置を説明する。

【0029】

筋力補助装置
図１は、本発明に係る筋力補助装置の構造を概略的に示した概念図であり、図２は、本発明の第１実施形態による筋力補助装置の内部構造を示した図である。

【0030】

図１に示すように、本発明に係る筋力補助装置１０は、一つ以上のリンクを含むマルチリンク部１００を含んでよい。より詳しくは、マルチリンク部１００は複数のリンクを含んでよい。より好ましくは、マルチリンク部１００は、複数のリンクが互いに回転可能に連結されているリンケージ（ｌｉｎｋａｇｅ）構造を有してよい。一例として、マルチリンク部１００に備えられる複数のリンクは、同一平面上で互いに回転可能に連結されていてよい。

【0031】

また、筋力補助装置１０は、マルチリンク部１００の一側と結合され、中心Ｃに対して自転可能に備えられるプロファイル調節部２００を含んでよい。より詳しくは、プロファイル調節部２００のうち一部が前記中心Ｃに対して自転する場合、マルチリンク部１００の前記一側が中心Ｃに対して公転できるように、マルチリンク部１００の一側は、前記プロファイル調節部２００の一つの構成に固定して結合されてよい。プロファイル調節部２００の役割及び構成に対しては後述する。

【0032】

一方、筋力補助装置１０は、マルチリンク部１００の他側と結合され、マルチリンク部１００に弾性力による力を提供する弾性力提供部３００をさらに含んでよい。より詳しくは、弾性力提供部３００はばね３１０を含んでよい。より好ましくは、弾性力提供部３００は複数のばね３１０を含んでよい。図２には、弾性力提供部３００が３つのばね３１０で構成された様子が示されている。

【0033】

一方、図２を参考にすれば、本発明に係る筋力補助装置１０は、マルチリンク部１００、プロファイル調節部２００及び弾性力提供部３００を収容する胴体部４００をさらに含んでよい。より詳しくは、胴体部４００は、マルチリンク部１００、プロファイル調節部２００及び弾性力提供部３００を収容する第１胴体４１０、及び第１胴体４１０に対して回転可能に結合される第２胴体４２０を含んでよい。例えば、第１胴体４１０及び第２胴体４２０は、前記中心Ｃに対して相対的に回転できるように互いにピボット結合されてよい。

【0034】

一例として、本発明に係る筋力補助装置１０は、使用者の腕及び肩に装着され得、この際に筋力補助装置１０は、前記中心Ｃが腕と肩が当接する関節領域に対向するように装着されてよく、第１胴体４１０は腕に装着されてよく、第２胴体４２０は肩に装着されてよい。

【0035】

したがって、本発明に係る筋力補助装置１０は、腕の回転角度に応じて使用者に求められる筋力を補助する役割を行うことができる。すなわち、腕が回転することにより、第２胴体４２０に対して第１胴体４１０が中心Ｃに対してピボット回転する場合、複数のリンクがリンケージ結合されたマルチリンク部１００の構造によってマルチリンク部１００の前記他側と弾性力提供部３００との間の相対的な位置が変わるようになる。よって、マルチリンク部１００の前記他側と連結されている弾性力提供部３００がマルチリンク部１００に提供する弾性力もまた変わるようになるので、使用者の腕の回転角度に応じて中心Ｃで互いに異なる大きさの回転力を使用者に提供するようになる。

【0036】

したがって、本発明に係る筋力補助装置１０で使用者に提供される回転力は、第１胴体４１０と第２胴体４２０との間の回転角度による関数関係と理解され得る。さらに、本発明に係る筋力補助装置は、別途の部品の交換など煩わしい作業なしに簡単な操作だけで第１胴体４１０と第２胴体４２０との間の回転角度による回転力が多様な種類の関数関係を有するようにできる。したがって、筋力補助装置を使用しようとする使用者にそれぞれ最適化された回転力を提供することができる。

【0037】

前記目的を達成するため、本発明に係る筋力補助装置１０のプロファイル調節部２００は、マルチリンク部１００の前記一側の公転運動を選択的に許容または制限することができる。以下、前記目的を達成するための、本発明に係る筋力補助装置１０のマルチリンク部１００及びプロファイル調節部２００の細部構成を説明する。

【0038】

図１及び図２に示すように、マルチリンク部１００は、一側がプロファイル調節部２００に結合される第１リンク１１０、及び一側が弾性力提供部３００に結合される第２リンク１２０を含んでよい。

【0039】

一方、マルチリンク部１００は、第１領域Ｚ１が第１リンク１１０の他側に回転可能に結合され、第２領域Ｚ２が第２リンク１２０の他側に回転可能に結合される第３リンク１３０をさらに含んでよい。すなわち、前述した第１から第３リンク１１０、１２０、１３０は、胴体部４００内で胴体部４００に対して相対的に移動可能に備えられてよい。

【0040】

引き続き図１及び図２を参考にすれば、マルチリンク部１００は、一側が胴体部４００に対して固定され、他側が第３リンク１３０の第１領域Ｚ１に回転可能に結合される第４リンク１４０をさらに含んでよい。より詳しくは、第４リンク１４０の前記一側は、第１胴体４１０の内側に固定して結合されてよい。したがって、第１領域Ｚ１では、第１リンク１１０、第３リンク１３０及び第４リンク１４０が共に結合されてよい。一方、第１リンク１１０は、図２に示すように、第４リンク１４０に向かって撓う形状を有してよいが、第１リンク１１０の具体的な形状は図２に示す内容のみに制限されない。

【0041】

また、マルチリンク部１００は、一側が胴体部４００に対して固定され、他側が第３リンク１３０の第３領域Ｚ３に対して回転可能に結合される第５リンク１５０をさらに含んでよい。より詳しくは、第５リンク１５０の前記一側は、第１胴体４１０の内側に固定して結合されてよい。一方、第３リンク１３０は、前述したように第１から第３領域Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３を含んでよいが、より詳しくは、第３リンク１３０は図２に示すように、第１から第３領域Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３を隅角にして中央領域が空いている形状を有してよい。

【0042】

一方、図２を参考にすれば、本発明の第１実施形態によれば、プロファイル調節部２００は一側が第１リンク１１０に結合され、中心Ｃに対して自転可能に結合して備えられる第１ギヤ２１０、及び第１ギヤ２１０と噛み合うように備えられる第２ギヤ２２０を含んでよい。したがって、第２ギヤ２２０が自転する場合、第２ギヤ２２０と噛み合っている第１ギヤ２１０は、中心Ｃを基準に自転することができる。

【0043】

また、プロファイル調節部２００は第１ギヤ２１０に固定して結合され、中心Ｃに対して自転可能に備えられる第３ギヤ２３０をさらに含んでよい。すなわち、本発明の第１実施形態によれば、第１ギヤ２１０と第３ギヤ２３０は互いに対して固定されているので、中心Ｃに対して一体に自転運動をすることができる。より詳しくは、第１ギヤ２１０の外径の大きさは、第３ギヤ２３０の外径の大きさよりも大きくてよい。

【0044】

引き続き図２を参考にすれば、プロファイル調節部２００は、第３ギヤ２３０の外側に備えられる歯車と干渉されることにより、第３ギヤ２３０の回転を制限するストッパ２４０をさらに含んでよい。

【0045】

前述した内容に基づき、本発明の第１実施形態による筋力補助装置１０の作動方式を説明する。

【0046】

図３は、本発明の第１実施形態による筋力補助装置で第１胴体と第２胴体との間の回転による多様な駆動例示を示した図である。

【0047】

図３に示すように、筋力補助装置１０を着用した使用者の動きによって第１胴体４１０が第２胴体４２０に対して相対的に回転する場合にも、第１リンク１１０のうち第１ギヤ２１０に結合された領域は、第１胴体４１０に対して固定されている。これは、プロファイル調節部に備えられているストッパ２４０が第３ギヤ２３０の歯車と干渉されることにより、第３ギヤ２３０及び第３ギヤ２３０に固定して結合されている第１ギヤ２１０の回転を制限しているためである。一方、第１リンク１１０の一側が第１ギヤ２１０に固定されていても、第１胴体４１０の第２胴体４２０に対する回転によってマルチリンク部１００内の他のリンク等は、第１胴体４１０に対して相対的な移動をすることになる。それにより、弾性力提供部３００が第２リンク１２０またはマルチリンク部１００に提供する弾性力もまた変わるようになり、結果的に筋力補助装置１０が使用者に提供する回転力もまた第１胴体４１０の第２胴体４２０に対する回転角度によって変わるようになる。例えば、図３の左側に示された筋力補助装置１０は、筋力補助装置を着用した使用者が腕を上方に持ち上げた際の様子を示したものであり、図３の中央に示された筋力補助装置１０は、使用者が腕を水平方向に持ち上げた際の様子を示したものであり、図３の右側に示された筋力補助装置１０は、使用者が腕を下方に下ろした際の様子を示したものである。このとき、前述した内容を参考にすれば、本発明に係る筋力補助装置１０は、使用者が腕を上方に持ち上げた際に筋力補助装置で形成される回転力、使用者が腕を水平方向に持ち上げた際に筋力補助装置で形成される回転力、及び使用者が腕を下方に下ろした際に筋力補助装置で形成される回転力は互いに異なることがある。特に、後述するように、本発明によれば、使用者が腕を持ち上げる角度が同一であるとしても、プロファイル調節部での操作により筋力補助装置で形成される回転力は変わり得る。

【0048】

図４から図７は、本発明の第１実施形態による筋力補助装置でプロファイル調節部を用いて回転力のプロファイルを調節する多様な駆動例示を示した図である。

【0049】

図４から図７を参考にすれば、使用者がストッパ２４０を操作してストッパ２４０と第３ギヤ２３０との間の干渉を解除した後、第２ギヤ２２０を回転させると、第２ギヤ２２０と固定して結合されている第１ギヤ２１０が中心Ｃに対して自転するようになる。このとき、第１ギヤ２１０は、第１リンク１１０の一側と固定して結合されているので、第１リンク１１０の一側もまた中心Ｃに対して公転するようになる。第１リンク１１０の一側が中心Ｃに対して公転することにより、マルチリンク部１００内のリンク間の結合構造によって第２リンク１２０と弾性力提供部３００との間の相対的な位置が変わるようになる。よって、図４から図７に示すように、第１胴体４１０と第２胴体４２０との間の回転角度が変わらなくても、中心Ｃで筋力補助装置が使用者に加える回転力が変わるようになる。したがって、本発明によれば、筋力補助装置を使用しようとする使用者に最適化された回転力を提供することができる。

【0050】

図８は、本発明に係る筋力補助装置によって形成され得る多様な種類の回転角度－回転力関数関係の例示を示したグラフである。

【0051】

図８のｘ軸は、第１胴体４１０と第２胴体４２０との間の回転角度であり、ｙ軸は、筋力補助装置が使用者に提供する回転力の大きさを示す。図８に示すように、初期位置（ｉｎｉｔｉａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）で設定された回転角度と回転力との関係が使用者の要求と合わない場合、第２ギヤ２２０を介して第１ギヤ２１０を回転させることにより、図８のグラフをｘ軸に水平方向に平行移動させることができる。

【0052】

例えば、２０度から３０度の回転角度範囲で使用者に提供される回転力が最大（図８のｉｎｉｔｉａｌ ｐｏｓｉｔｉｏｎとして示されたグラフ参照）に調節されていた筋力補助装置の第１ギヤ２１０を回転させることにより、－１０度から０度の回転角度範囲で使用者に提供される回転力が最大（図８のＩとして示されたグラフ参照）になるように筋力補助装置の回転力を調節することができる。

【0053】

前述した内容を総合すれば、本発明によれば、プロファイル調節部２００、すなわち、第１ギヤ２１０が自転することにより、第１リンク１１０の一側が中心Ｃに対して公転運動をし、それにより第２リンク１２０の一側もまた移動するようになるので、弾性力提供部３００がマルチリンク部１００に加える力が変化し得る。特に、本発明によれば、第１胴体４１０と第２胴体４２０との間の回転角度がそのまま維持された状態でも、第１リンク１１０の一側が中心Ｃに対して公転運動をすることができるので、使用者の腕の回転角度が同一である場合にも筋力補助装置が使用者に提供する回転力が互いに変わり得るように、回転角度と回転力との関係を調節することができる。

【0054】

再び図２を参考にすれば、本発明に係る筋力補助装置１０は、一側が胴体部４００に対して回転可能に結合され、他側が弾性力提供部３００、すなわち、ばね３１０に結合されるエンドリンク部５００をさらに含んでよい。このとき、弾性力提供部３００に備えられる複数のばね３１０の一側は、それぞれ第２リンク１２０の前記他側に結合されてよい。

【0055】

また、図２に示すように、本発明によれば、第３ギヤ２３０の周縁のうち第１ギヤ２１０と第１リンク１１０が互いに結合される領域には中心Ｃに向かう方向に湾入された形状を有する湾入部２３２が備えられてよい。湾入部２３２は、第１ギヤ２１０と第１リンク１１０との間の結合領域で第３ギヤ２３０が干渉することを防止するための構成であってよい。

【0056】

一方、ストッパ２４０は、一つの構成が第３ギヤ２３０に向かって前進または後進して第３ギヤ２３０の周縁に備えられた歯車と干渉するか、歯車から離隔されることにより、第３ギヤ２３０との干渉の可否を制御することができる。

【0057】

図９は、本発明の第２実施形態による筋力補助装置におけるプロファイル調節部を拡大して示した図である。下記では、本発明の第１実施形態との相違点を中心に本発明の第２実施形態による筋力補助装置を説明する。

【0058】

図９に示すように、本発明の第２実施形態によれば、プロファイル調節部２００は、一側が第１リンク１１０に結合され、中心Ｃに対して自転可能に備えられる第１プーリ２５０、第１プーリ２５０から離隔されるように備えられる第２プーリ２６０、及び第１プーリ２５０と第２プーリ２６０の外側を覆うように備えられるベルト２７０を含んでよい。

【0059】

本発明の第２実施形態によれば、使用者は、第２プーリ２６０を回転してベルト２７０を移動させることにより、第１プーリ２５０を回転させることができ、それにより前述した回転角度と回転力との関係を調節することができる。湾入部２３２を始めとした他の構成に対する内容及び筋力補助装置の作動原理に対する内容は、本発明の第１実施形態に対して前述した内容をもって代える。

【0060】

図１０は、本発明の第３実施形態による筋力補助装置でプロファイル調節部を拡大して示した図である。

【0061】

図１０に示すように、本発明の第３実施形態によれば、プロファイル調節部２００は、第１ギヤ２１０及び第１ギヤ２１０と噛み合うように備えられるワーム（ｗｏｒｍ）２８０を含んでよい。

【0062】

本発明の第３実施形態によれば、使用者はワーム２８０を回転させることにより、第１ギヤ２１０を回転させることができ、それにより前述した回転角度と回転力との関係を調節することができる。湾入部２３２を始めとした他の構成に対する内容及び筋力補助装置の作動原理に対する内容は、本発明の第１実施形態に対して前述した内容をもって代える。

【0063】

図１１は、本発明に係る筋力補助装置の他の例を示した図である。

【0064】

本発明に係る筋力補助装置の回転力を調節することは手動で行われてもよいが、別途の動力源を用いて自動で行われてもよい。例えば、本発明の第１実施形態による第２ギヤ２２０（図２参照）、本発明の第２実施形態による第２プーリ２６０、（図９参照）、及び本発明の第３実施形態によるワーム２８０（図１０参照）の駆動は使用者によって手動で行われてもよいが、別途の動力源によって自動で行われてもよい。

【0065】

より詳しくは、図１１を参考にすれば、本発明に係る筋力補助装置１０は、プロファイル調節部２００（図１など参照）に動力を提供する動力提供部６００をさらに含んでよい。より詳しくは、動力提供部６００は、プロファイル調節部に備えられる第２ギヤ２２０（図２参照）、第２プーリ２６０（図９参照）またはワーム２８０（図１０）に回転力を提供する動力提供部６００をさらに含んでよい。動力提供部６００は、例えば、電気モータであってよいが、動力提供部には多様な形態の動力源が適用されてもよい。本発明の他の例によれば、プロファイル調節部２００（図１など参照）のうち一部が動力提供部６００によって自転すると、マルチリンク部１００（図１など）の一側は前記中心に対して公転運動ができるように備えられてよい。

【0066】

図１２は、本発明に係る筋力補助装置のまた他の例を示した図である。

【0067】

図１２に示すように、本発明に係る筋力補助装置１０は、胴体部４００の一側に備えられる支持部７００をさらに含んでよい。支持部７００は、使用者の腕を支持する構成であってよい。

【0068】

また、筋力補助装置１０は、支持部７００の内側面に備えられて圧力を感知する圧力センサ７１０をさらに含んでよい。前述したように、支持部７００は、使用者の腕を支持する構成であってよいので、圧力センサ７１０は使用者の腕によって加えられる圧力を測定することができる。したがって、圧力センサ７１０は、作業過程で使用者の腕に加えられる荷重をリアルタイムで測定することができる。

【0069】

一方、筋力補助装置１０は、圧力センサ７１０に加えられた圧力の大きさに応じて動力提供部の駆動を制御する制御部（図示せず）をさらに含んでよい。したがって、本発明によれば、圧力センサ７１０は、使用者の腕に加えられる荷重をリアルタイムで測定した後、それに対する情報を制御部に伝送することができ、制御部は荷重に対する情報に基づいて動力提供部６００の駆動を制御し、使用者に求められる回転力をリアルタイムで調節することができる。

【0070】

以上で本発明は、たとえ限定された実施形態と図面によって説明されたとしても、本発明はこれによって限定されず、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者により、本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な実施が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0071】

１０：筋力補助装置
１００：マルチリンク部
１１０：第１リンク
１２０：第２リンク
１３０：第３リンク
１４０：第４リンク
１５０：第５リンク
２００：プロファイル調節部
２１０：第１ギヤ
２２０：第２ギヤ
２３０：第３ギヤ
２３２：湾入部
２４０：ストッパ
２５０：第１プーリ
２６０：第２プーリ
２７０：ベルト
２８０：ワーム
３００：弾性力提供部
３１０：ばね
４００：胴体部
４１０：第１胴体
４２０：第２胴体
５００：エンドリンク部
６００：動力提供部
７００：支持部
７１０：圧力センサ
Ｃ：中心
Ｚ１：第１領域
Ｚ２：第２領域
Ｚ３：第３領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】