KR101383421B1 - 식사보조를 위한 상지 재활 로봇 - Google Patents

식사보조를 위한 상지 재활 로봇 Download PDF

Info

Publication number
KR101383421B1
KR101383421B1 KR1020130043216A KR20130043216A KR101383421B1 KR 101383421 B1 KR101383421 B1 KR 101383421B1 KR 1020130043216 A KR1020130043216 A KR 1020130043216A KR 20130043216 A KR20130043216 A KR 20130043216A KR 101383421 B1 KR101383421 B1 KR 101383421B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
upper limb
user
fastening member
movement
meal
Prior art date
Application number
KR1020130043216A
Other languages
English (en)
Inventor
이승열
강태훈
신동빈
김대진
엄성훈
문전일
Original Assignee
재단법인대구경북과학기술원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 재단법인대구경북과학기술원 filed Critical 재단법인대구경북과학기술원
Priority to KR1020130043216A priority Critical patent/KR101383421B1/ko
Priority to US14/050,384 priority patent/US9662525B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101383421B1 publication Critical patent/KR101383421B1/ko

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0274—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
    • A61H1/0285—Hand
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1657—Movement of interface, i.e. force application means
    • A61H2201/1659—Free spatial automatic movement of interface within a working area, e.g. Robot
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5061—Force sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5064—Position sensors

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

본 발명은 상지의 근력이 정상인보다 떨어지는 노약자 및 재활환자의 식사를 보조하는 식사보조를 위한 상지 재활 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 상지에 장착 고정되고, 사용자 의도에 의한 상기 상지의 미세한 움직임을 포착하는 감지부재와, 상기 감지부재와 전기적으로 연결되고, 상기 감지부재를 통해 포착된 움직임을 토대로 상기 상지가 이동하고자 하는 방향과 힘을 산출하고, 산출한 방향과 힘에 따른 제어신호를 생성하여 출력하는 모션제어부와, 상기 감지부재가 암의 일단에 체결되고, 상기 모션제어부를 통해 출력되는 제어신호를 토대로, 상기 감지부재에 고정된 상지를 선택적으로 X축 또는 Y축 또는 Z축 선상을 따라 사용자의 상지가 상기 식탁테이블의 지정위치에 배치된 식기로 이동하도록 방향을 안내하고 힘을 보조하는 다관절로봇모듈이 포함되어, 상지의 근력이 정상인보다 떨어지는 사용자의 의도를 상지의 움직임을 파악해 다관절로봇모듈이 사용자의 부족한 상지근력을 보조함으로써, 노약자나 재활환자와 같은 사용자의 안정된 식사는 물론, 지정 테이블에서 상지로 할 수 있는 모든 일을 행할 수 있어 생활 편의성을 증대시킬 수 있고, 근력 재활운동에도 도움을 주며, 상지의 일부분에만 착용되는 감지부재가 자력으로 다관절로봇모듈의 일단에 체결되므로, 상기 다관절로봇모듈에 감지부재가 지지되어, 사용자는 감지부재의 무게감을 상대적으로 느낄 수 없어 착용의 편의성이 종래의 기술보다 향상되고, 사용자는 보다 다양한 동작과 자유로운 활동이 가능하며, 근력훈련시에는 다양한 부위의 근력훈련이 가능하고, 상기 감지부재가 지정 힘 이상의 힘을 감지하게 되면 상기 감지부재가 상기 다관절로봇모듈에서 자동 분리되도록 해 상기 다관절로봇모듈의 오작동에 따른 사용자의 안전이 확보되는 식사보조를 위한 상지 재활 로봇을 제공한다.

Description

식사보조를 위한 상지 재활 로봇{Upper extremity rehabilitation robot for assistance meals}
본 발명은 상지의 근력이 정상인보다 떨어지는 노약자 및 재활환자의 식사를 보조하는 식사보조를 위한 상지 재활 로봇에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자의 상지가 고정되는 감지부재를 다관절로봇모듈에 장착하고, 상지의 움직임을 상기 감지부재로 감지하여, 감지된 움직임을 토대로 모션제어부에서 제어신호를 생성하면, 생성된 제어신호로 상기 다관절로봇모듈이 구동해, 사용자가 본인의 의도로 식사를 할 수 있도록 상기 다관절로봇모듈이 상지의 방향을 안내하고 힘을 보조하는 식사보조를 위한 상지 재활 로봇에 관한 것이다.
인간의 기대수명은 매년 증가하고 있으며, 국내를 비롯한 세계의 각국은 급속하게 노령화 사회로 접어들고 있다.
전 세계적으로 노령화가 진행되고 있는 시점에서 실버산업분야는 생명지원분야, 생활지원분야, 생활활동지원분야 등으로 나뉘어 활발하게 발전해나가고 있으며, 이에 필요한 기술인 생체기능 대행 보조기술, 치료지원기술, 자립지원기술, 생활지원용 로봇기술 등도 활발하게 연구개발되고 있다.
특히 노령층의 경우, 근력이 약해져 자력 거동이 불가하거나 곤란한 경우가 많으며 행동에 많은 제약을 받게 된다.
또한 노화에 의한 근력의 부족이나 근안정도의 감소에 의해 일반인에 비해 상지거동에도 많은 제약을 받게 된다.
따라서 실버산업분야의 일종으로 노령층의 부족한 근력을 보충 및 보조하기 위한 근력보조기구의 필요성이 대두되고 있는 실정이다.
상기와 같은 근력보조기구의 필요성은 비단 노령층의 경우에만 한정되는 것은 아니다.
각종 질환이나 사고 등 여타의 이유로 신체의 근력이 부족한 환자의 경우에도 상기와 같은 근력보조기구의 필요성이 대두되고 있으며, 자력만으로는 자유로운 거동이 어려운 재활훈련환자 등의 경우에도 근력보조 및 근력훈련을 위한 근력보조기구가 요구되고 있는 실정이다.
상기한 이유로 종래에는 많은 제안이 제공되었는데, 그 중 등록특허 제10-1237245호(2013.02.18)에서는 식판에 놓여진 음식을 집어주는 그리퍼가 구비된 피킹 암과, 상기 피킹 암으로 집은 음식이 놓여지는 스푼이 구비되어, 상기 스푼을 사용자의 입으로 이동시켜주는 피딩 암과, 사용자가 상기 피킹 암 및 피딩 암의 움직임을 지시하는 조작부 및 상기 피킹 암, 피딩 암 및 조작부와 전기적으로 연결되어 상기 조작부의 명령에 따라 상기 피킹 암 및 피딩 암의 움직임을 조절하는 제어부를 포함하되, 상기 조작부가 터치패드식 액정디스플레이로 구비되어 상기 식판의 형상이 그대로 표시되게 하고 사용자가 먹고자하는 음식이 담긴 식판의 위치를 터치만 해주면 상기 피킹 암 및 상기 피딩 암을 자동으로 조작하여 사용자의 입으로 음식을 넣어 주는 식사 보조 로봇을 제공한다.
하지만 상기한 종래의 기술은 식사 이외의 작업을 행할 수 없을 뿐만 아니라, 사용자의 신체에 특성(체격, 입의 위치)을 고려하지 않아 사용자에게 사용상 많은 불편을 초래하였다.
또한 로봇의 오작동에 대한 대비책이 없어 안전사고가 발생할 수 있는 소지가 있었다.
따라서 본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 제공되는 것으로, 상지의 근력이 정상인보다 떨어지는 사용자의 의도를 상지의 움직임을 파악해 다관절로봇모듈이 사용자의 부족한 상지근력을 보조함으로써, 노약자나 재활환자와 같은 사용자의 안정된 식사는 물론, 지정 테이블에서 상지로 할 수 있는 모든 일을 행할 수 있어 생활 편의성을 증대시킬 수 있고, 근력 재활운동에도 도움을 주며, 상지의 일부분에만 착용되는 감지부재가 자력으로 다관절로봇모듈의 일단에 체결되므로, 상기 다관절로봇모듈에 감지부재가 지지되어, 사용자는 감지부재의 무게감을 상대적으로 느낄 수 없어 착용의 편의성이 종래의 기술보다 향상되고, 사용자는 보다 다양한 동작과 자유로운 활동이 가능하며, 근력훈련시에는 다양한 부위의 근력훈련이 가능하고, 상기 감지부재가 지정 힘 이상의 힘을 감지하게 되면 상기 감지부재가 상기 다관절로봇모듈에서 자동 분리되도록 해 상기 다관절로봇모듈의 오작동에 따른 사용자의 안전이 확보되는 식사보조를 위한 상지 재활 로봇을 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 식사보조를 위한 상지 재활 로봇은 사용자의 상지에 장착 고정되고, 사용자 의도에 의한 상기 상지의 미세한 움직임을 포착하는 감지부재와, 상기 감지부재와 전기적으로 연결되고, 상기 감지부재를 통해 포착된 움직임을 토대로 상기 상지가 이동하고자 하는 방향과 힘을 산출하고, 산출한 방향과 힘에 따른 제어신호를 생성하여 출력하는 모션제어부와, 상기 감지부재가 암의 일단에 체결되고, 상기 모션제어부를 통해 출력되는 제어신호를 토대로, 상기 감지부재에 고정된 상지를 선택적으로 X축 또는 Y축 또는 Z축 선상을 따라 사용자의 상지가 상기 식탁테이블의 지정위치에 배치된 식기로 이동하도록 방향을 안내하고 힘을 보조하는 다관절로봇모듈이 포함된다.
이때 본 발명에 따른 상기 감지부재는 사용자의 상지가 수용되는 수용홈이 일측에 형성되고, 상기 수용홈에 수용된 상기 상지를 고정하는 복수의 체결밴드가 포함되는 커프와, 상기 커프의 타측에 구비되고, 상기 상지가 고정된 커프의 움직임을 포착하는 모션감지센서와, 상기 모션감지센서의 타측면에 구비되고, 상기 다관절로봇모듈의 일단에 구비된 제2체결부재와 자력으로 서로 체결되어, 상기 커프를 상기 다관절로봇모듈의 일단에 고정하는 제1체결부재가 포함될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 상기 제1체결부재 및 제2체결부재는 자력으로 서로 체결되도록 하되, 상기 모션감지센서가 지정범위 이상의 힘을 감지하면, 상기 제1체결부재 및 제2체결부재 중 어느 하나의 체결부재의 자극성을 변환하여, 상기 제1체결부재 및 제2체결부재가 순간 서로 분리되어 체결이 해제되도록 구성된다.
또한 본 발명에 따른 식사보조를 위한 상지 재활 로봇은 상기 커프의 타측에 결합되는 지지대에 지지되어, 상기 커프의 하부에 위치되고, 상기 식탁테이블의 상면을 닦을 수 있는 와이퍼가 더 구비될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 상기 모션감지센서는 사용자의 상지 중 손가락에서 손등의 움직임을 감지하는 제1감지센서와, 사용자의 상지 중 손등에서 손목의 움직임을 감지하는 제2감지센서와, 사용자의 상지 중 손목에서 팔까지의 움직임을 감지하는 제3감지센서로 분할하여 구성될 수 있다.
더불어 본 발명에 따른 상기 감지부재에는 상기 식기의 위치를 감지하는 식기감지센서가 더 구비될 수 있다.
또한 본 발명에 따른 식사보조를 위한 상지 재활 로봇은 상기 식탁테이블에 배치되는 복수의 식기들에 식기위치발신기가 더 구비되어, 상기 식기감지센서가 상기 식기들의 위치를 인식할 수 있다.
본 발명에 따른 식사보조를 위한 상지 재활 로봇은 다음과 같은 효과를 가진다.
첫째, 상지의 근력이 정상인보다 떨어지는 사용자의 의도를 상지의 움직임을 파악해 다관절로봇모듈이 사용자의 부족한 상지근력을 보조함으로써, 노약자나 재활환자와 같은 사용자의 안정된 식사뿐만 아니라, 지정 테이블에서 상지로 할 수 있는 모든 일을 행할 수 있어 생활 편의성을 증대시킬 수 있음은 물론, 상지 근력 재활운동에도 도움을 주는 효과를 가진다.
둘째, 상지의 일부분에만 착용되는 감지부재가 자력으로 다관절로봇모듈의 일단에 체결되므로, 상기 다관절로봇모듈에 감지부재가 지지되어, 사용자는 감지부재의 무게감을 상대적으로 느낄 수 없어 착용의 편의성이 종래의 기술보다 향상되고, 사용자는 보다 다양한 동작과 자유로운 활동이 가능하며, 근력훈련시에는 다양한 부위의 근력훈련이 가능한 효과를 가진다.
셋째, 상기 감지부재가 지정 힘 이상의 힘을 감지하게 되면 상기 감지부재가 상기 다관절로봇모듈에서 자동 분리되도록 해 상기 다관절로봇모듈의 오작동에 따른 사용자의 안전이 확보되는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명 식사보조를 위한 상지 재활 로봇의 구성을 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명 식사보조를 위한 상지 재활 로봇에 사용자의 상지를 고정한 상태를 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 구성에 따른 감지부재의 구성을 보인 예시도이다.
도 4는 본 발명의 구성에 따른 식사보조를 위한 상지 재활 로봇의 구동 상태를 보인 예시도이다.
도 5는 본 발명의 구성에 따른 제1체결부재와 제2체결부재에 의해 감지부재와 다관절로봇모듈의 체결 상태를 보인 예시도이다.
도 6은 본 발명의 구성에 따른 와이퍼의 사용상태를 보인 예시도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 1은 본 발명 식사보조를 위한 상지 재활 로봇의 구성을 보인 예시도이고, 도 2는 본 발명 식사보조를 위한 상지 재활 로봇에 사용자의 상지를 고정한 상태를 보인 예시도이며, 도 3은 본 발명의 구성에 따른 감지부재의 구성을 보인 예시도이고, 도 4는 본 발명의 구성에 따른 식사보조를 위한 상지 재활 로봇의 구동 상태를 보인 예시도이며, 도 5는 본 발명의 구성에 따른 제1체결부재와 제2체결부재에 의해 감지부재와 다관절로봇모듈의 체결 상태를 보인 예시도이고, 도 6은 본 발명의 구성에 따른 와이퍼의 사용상태를 보인 예시도이다.
본 발명은 상지의 근력이 정상인보다 떨어지는 재활환자의 식사를 보조하는 식사보조를 위한 상지 재활 로봇에 관한 것으로, 식기(10)가 배치되는 식탁테이블(100), 사용자 상지(A)의 움직임을 포착하는 감지부재(200), 상기 감지부재(200)가 포착한 상지(A)의 움직임을 산출하여 제어신호로 출력하는 모션제어부(300), 상기 모션제어부(300)를 통해 출력되는 제어신호를 토대로, 사용자의 상지(A)가 상기 식탁테이블(100)의 지정위치에 배치된 식기(10)로 이동하도록 방향을 안내하고 힘을 보조하는 다관절로봇모듈(400)이 포함되는데, 상기한 식탁테이블(100), 감지부재(200), 모션제어부(300), 다관절로봇모듈(400)을 보다 상세하게 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저 도 1에 도시한 바와 같이 상기 식탁테이블(100)은 음식이 담긴 복수의 식기(10)들이 지정위치에 배치되는 것으로, 지정한 넓이의 판상으로 형성된다.
이때 상기 식탁테이블(100)은 그 상면에 복수의 마킹(101)이 인쇄되어, 상기 식탁테이블(100) 상에 배치되는 식기(10)들의 지정위치를 알 수 있다.
또한 상기 식탁테이블(100)의 상면을 복수의 섹터로 구획하여, 각각의 지정섹터에 식기(10)를 배치할 수도 있다.
그리고 상기 감지부재(200)는 사용자의 상지(A)에 장착 고정되고, 사용자 의도에 의한 상기 상지(A)의 움직임을 포착한다.
이때 도 2 내지 도 6을 참조하여 상기 감지부재(200)를 더욱 상세하게 살펴보면, 상기 감지부재(200)는 사용자의 상지(A)가 고정되는 커프(210), 상기 상지(A)의 움직임을 포착하는 모션감지센서(220)로 구성된다.
먼저 상기 커프(210)는 사용자의 상지(A)가 수용되는 수용홈(211)이 일측에 형성되고, 상기 수용홈(211)에 수용된 상기 상지(A)를 고정하는 복수의 체결밴드(212)가 포함된다.
따라서 상기 수용홈(211)에 사용자의 상지(A) 중 손등이 내부로 향하게 수용한 후 복수의 체결밴드(212)를 엮어 체결하면, 상기 커프(210)에 사용자의 상지(A)가 단단히 고정된다.
더불어 상기 커프(210)에는 지지대(241)가 결합되고, 상기 지지대(241)에는 지면과 수평을 이루는 와이퍼(242)가 연결 지지되어, 상기 와이퍼(242)가 상기 커프(210)의 하부에 위치될 수 있다.
상기 와이퍼(242)는 상기 식탁테이블(100) 상면에 떨어지 음식물이나 이물질을 제거하도록 상기 식탁테이블(100)의 상면을 닦을 수 있도록 한 것이다.
그리고 상기 커프(210)의 타측에는 상기 모션감지센서(220) 구비되는데, 상기 모션감지센서(220)는 상기 상지(A)가 고정된 커프(210)의 움직임을 포착한다.
이때 상기 모션감지센서(220)는 자이로센서, 기울기센서, 압전센서, 토크센서 등과 같이 움직임을 판단할 수 있는 센서가 단일 또는 복수로 이루질 수 있다.
그리고 상기 모션감지센서(300)는 더욱 정교한 움직임 포착이 가능하도록 상기 모션감지센서(300)를 3개로 구성할 수 있는데, 이때 제1감지센서(미도시)는 사용자의 상지(A) 중 손가락에서 손등의 움직임을 감지하고, 제2감지센서(미도시)는 사용자의 상지(A) 중 손등에서 손목의 움직임을 감지하며, 제3감지센서(미도시)는 사용자의 상지(A) 중 손목에서 팔까지의 움직임을 감지한다.
또한 상기 모션감지센서(220)의 타측면에는 제1체결부재(231)가 구비되는데, 상기 제1체결부재(231)는 상기 다관절로봇모듈(400)의 일단에 구비된 제2체결부재(232)와 자력으로 서로 체결되어, 상기 커프(210)를 상기 다관절로봇모듈(400)의 일단에 고정한다.
따라서 상기 제1체결부재(231)가 제2체결부재(232)와 자력으로 서로 맞닿아 체결되기 위해 상기 제1체결부재(231)에는 자성을 가진 복수의 자성체(미도시)가 구비되는 것이 바람직하고, 상기 제2체결부재(232)에도 상기 제1체결부재(231)의 자성체(미도시)와 상응하는 자성을 가진 복수의 자성체(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.
이때 상기 제1체결부재(231)의 자성체(미도시)와 상기 제2체결부재(232)의 자성체(미도시)는 서로 맞닿는 면의 극성이 서로 다른 극성으로 구비되어, 극성이 다른 자성체 상호 간에 작용하는 인력에 의해 체결된다.
그리고 상기 제1체결부재(231) 및 제2체결부재(232)는 상기 모션감지센서(220)가 지정범위 이상의 힘을 감지하면, 상기 제1체결부재(231) 및 제2체결부재(232) 중 어느 하나의 체결부재(231,232)의 자극성을 변환하여, 상기 제1체결부재(231) 및 제2체결부재(232)가 순간 서로 분리되어 체결이 해제되도록 구성될 수 있다.
따라서 상기 제2체결부재(232)에 구비되는 자성체(미도시)는 전자석으로 구성되어, 상기 모션감지센서(220)가 지정범위 이상의 힘을 감지하면, 상기 제2체결부재(232)에 구비된 전자석의 극성이 상기 제1체결부재(231)의 자성체(미도시)와 같은 극성으로 변환되어, 극성이 같은 자성체 상호 간에 작용하는 척력에 의해 체결이 해제된다.
그리고 상기 모션제어부(300)는 상기 감지부재(200)와 전기적으로 연결되고, 상기 감지부재(200)를 통해 포착된 움직임을 토대로 상기 상지(A)가 이동하고자 하는 방향과 힘을 산출하고, 산출한 방향과 힘에 따른 상기 다관절로봇모듈(400)로 인가할 제어신호를 생성하여 출력한다.
이때 상기 모션제어부(300)는 상기 감지부재(200)와 데이터의 입출이 가능하도록 케이블로 연결되거나, 무선통신수단으로 연결될 수 있다.
그리고 상기 다관절로봇모듈(400)은 상기 감지부재(200)가 암의 일단에 체결되고, 상기 모션제어부(300)를 통해 출력되는 연산값을 토대로, 상기 감지부재(200)에 고정된 상지를 선택적으로 X축 또는 Y축 또는 Z축 선상을 따라 사용자의 상지(A)가 상기 식탁테이블의 지정위치에 배치된 식기로 이동하도록 방향을 안내하고 힘을 보조한다.
본 발명의 다른 구성 예로 상기 감지부재(200)에는 상기 식기(10)의 위치를 감지하는 식기감지센서(250)가 더 구비될 수 있다.
이때 상기 식탁테이블(100)에 배치되는 복수의 식기(10)들에 식기위치발신기(11)가 더 구비되어, 상기 식기감지센서(250)가 상기 식기(10)들의 위치를 인식할 수 있다.
본 발명의 구성에 따른 식사보조를 위한 상지 재활 로봇의 실시예를 살펴보면, 상기 식탁테이블(100)의 상면 지정위치에 인쇄된 마킹(101)에 음식이 담긴 식기(10)가 배치되고, 사용자의 상지(A)가 고정된 감지부재(200)를 상기 다관절로봇(400)의 암 일측단에 체결하여 장착한다.
사용자가 수저를 들고 식사를 진행하면 사용자의 의도에 의해 움직이려고 하는 상지(A)의 움직임을 상기 감지부재(200)가 포착한다.
이때 상기 상지(A)가 가고자하는 방향 및 힘을 측정할 시 상기 감지부재(200)에서 상기 상지(A)가 좌,우로 움직이는 움직임으로 X축 선상의 방향 및 힘을 판단하고, 상기 상지(A)가 전,후로 움직이는 움직임을 파악하여 Y축 선상의 방향 및 힘을 판단하며, 상기 상지(A)가 상,하로 움직이는 움직임을 파악하여 Z축 선상의 방향 및 힘을 판단한다.
상기 감지부재(200)에서 포착된 움직임은 데이터화 되어, 상기 모션제어부(300)로 전달되고, 상기 모션제어부(300)는 상기 감지부재(200)에서 포착한 데이터를 토대로 사용자 의도에 의한 상기 상지(A)가 가고자하는 방향 및 힘을 측정하여 산출한다.
그리고 산출된 산출값은 상기 다관절로봇(400)에 출력할 X축 또는 Y축 또는 Z축 각각의 제어신호를 생성하여 상기 다관절로봇(400) 각각의 서보드라이버로 출력한다.
상기 출력된 X축 또는 Y축 또는 Z축 각각의 제어신호를 토대로 상기 다관절로봇(400)의 암을 선택적으로 X축 또는 Y축 또는 Z축 선상으로 구동시켜, 사용자의 상지(A)가 고정된 감지부재(200)를 사용자가 의도한 방향으로 힘을 보조하여 이동시킨다.
이때 상기 상지(A)가 연속 반복으로 같은 지정위치로 상지(A)가 이동할 경우, 지정위치로 적어도 1회 이상 이동한 후 상기 상지(A)의 이동궤적을 저장하여 데모모션을 생성할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
10: 식기 100: 식탁테이블
200: 감지부재 300: 모션제어부
400: 다관절로봇모듈 210: 커프
220: 모션감지센서 211: 수용홈
212: 체결밴드 241: 지지대
242: 와이퍼 231: 제1체결부재
232: 제2체결부재 250: 식기감지센서

Claims (7)

  1. 사용자의 상지에 장착 고정되고, 사용자 의도에 의한 상기 상지의 움직임을 포착하는 감지부재와, 상기 감지부재와 전기적으로 연결되고, 상기 감지부재를 통해 포착된 움직임을 토대로 상기 상지가 이동하고자 하는 방향과 힘을 산출하고, 산출한 방향과 힘에 따른 제어신호를 생성하여 출력하는 모션제어부와, 상기 감지부재가 암의 일단에 체결되고, 상기 모션제어부를 통해 출력되는 제어신호를 토대로, 상기 감지부재에 고정된 상지를 선택적으로 X축 또는 Y축 또는 Z축 선상을 따라 사용자의 상지가 식탁테이블의 지정위치에 배치된 식기로 이동하도록 방향을 안내하고 힘을 보조하는 다관절로봇모듈이 포함되는 식사보조를 위한 상지 재활 로봇에 있어서,
    상기 감지부재는
    사용자의 상지가 수용되는 수용홈이 일측에 형성되고, 상기 수용홈에 수용된 상기 상지를 고정하는 복수의 체결밴드가 포함되는 커프;
    상기 커프의 타측에 구비되고, 상기 상지가 고정된 커프의 움직임을 포착하는 모션감지센서;
    상기 모션감지센서의 타측면에 구비되고, 상기 다관절로봇모듈의 일단에 구비된 제2체결부재와 자력으로 서로 체결되어, 상기 커프를 상기 다관절로봇모듈의 일단에 고정하는 제1체결부재가 포함되는 식사보조를 위한 상지 재활 로봇.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1체결부재 및 제2체결부재는
    자력으로 서로 체결되도록 하되, 상기 모션감지센서가 지정범위 이상의 힘을 감지하면, 상기 제1체결부재 및 제2체결부재 중 어느 하나의 체결부재의 자극성을 변환하여, 상기 제1체결부재 및 제2체결부재가 순간 서로 분리되어 체결이 해제되는 식사보조를 위한 상지 재활 로봇.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 커프의 타측에 결합되는 지지대에 지지되어, 상기 커프의 하부에 위치되고, 상기 식탁테이블의 상면을 닦을 수 있는 와이퍼가 더 구비되는 식사보조를 위한 상지 재활 로봇.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 모션감지센서는
    사용자의 상지 중 손가락에서 손등의 움직임을 감지하는 제1감지센서;
    사용자의 상지 중 손등에서 손목의 움직임을 감지하는 제2감지센서;
    사용자의 상지 중 손목에서 팔까지의 움직임을 감지하는 제3감지센서로 분할하여 구성되는 식사보조를 위한 상지 재활 로봇.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 감지부재에는
    상기 식기의 위치를 감지하는 식기감지센서가 더 구비되는 식사보조를 위한 상지 재활 로봇.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 식탁테이블에 배치되는 복수의 식기들에는
    상기 식기감지센서가 상기 식기들의 위치를 인식할 수 있는 식기위치발신기가 더 구비되는 식사보조를 위한 상지 재활 로봇.
KR1020130043216A 2013-04-18 2013-04-18 식사보조를 위한 상지 재활 로봇 KR101383421B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130043216A KR101383421B1 (ko) 2013-04-18 2013-04-18 식사보조를 위한 상지 재활 로봇
US14/050,384 US9662525B2 (en) 2013-04-18 2013-10-10 Upper limb rehabilitation robot for meal assistance or meal rehabilitation training and method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020130043216A KR101383421B1 (ko) 2013-04-18 2013-04-18 식사보조를 위한 상지 재활 로봇

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101383421B1 true KR101383421B1 (ko) 2014-04-08

Family

ID=50657164

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130043216A KR101383421B1 (ko) 2013-04-18 2013-04-18 식사보조를 위한 상지 재활 로봇

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101383421B1 (ko)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101570396B1 (ko) 2014-04-17 2015-11-19 서울대학교산학협력단 상지 보조 기기
KR20160132219A (ko) * 2015-05-07 2016-11-17 재단법인대구경북과학기술원 능동형 식사재활 보조 장치
IT201700095005A1 (it) * 2017-08-22 2019-02-22 S M Scienzia Machinale S R L Apparecchiatura per la riabilitazione degli arti superiori di un individuo provvista di dispositivi di sicurezza altamente affidabili
IT201700095013A1 (it) * 2017-08-22 2019-02-22 S M Scienzia Machinale S R L Apparecchiatura per la riabilitazione degli arti superiori di un individuo in grado di assicurare elevati standard di sicurezza per l’utilizzatore
KR20190027359A (ko) * 2016-06-29 2019-03-14 푼다시온 테크날리아 리서치 앤드 이노베이션 상지를 재활하기 위한 휴대용 장치
CN110038270A (zh) * 2019-05-14 2019-07-23 上海大学 一种上肢单臂康复训练机器人人机交互***及方法
KR20210077022A (ko) 2019-12-16 2021-06-25 한국전자기술연구원 음식의 종류와 남은 양에 따라 맞춤형으로 음식물을 획득하는 로봇 장치 및 이를 위한 방법
EP3672557B1 (en) * 2017-08-22 2021-10-06 S.M. Scienzia Machinale S.r.l Apparatus for the rehabilitation of an upper limb of a person
CN114557858A (zh) * 2022-02-23 2022-05-31 南京邮电大学 一种偏瘫患者坐位上肢训练装置
KR20230017067A (ko) 2021-07-27 2023-02-03 한국전자기술연구원 사용자의 식사를 보조하는 센서 시스템을 구비하는 식사 보조 로봇 및 이의 제어 방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0123574Y1 (ko) * 1995-06-15 1998-10-15 문정환 영구자석을 이용한 아암 고정구조
EP1544595A1 (en) * 2003-12-17 2005-06-22 SCA Hygiene Products AB A method and plant for measuring wiping performance of an absorbent material
JP4109906B2 (ja) * 2002-06-04 2008-07-02 学校法人東京理科大学 食事支援装置
KR20120064410A (ko) * 2010-12-09 2012-06-19 전자부품연구원 근력 보조 외골격 장치

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR0123574Y1 (ko) * 1995-06-15 1998-10-15 문정환 영구자석을 이용한 아암 고정구조
JP4109906B2 (ja) * 2002-06-04 2008-07-02 学校法人東京理科大学 食事支援装置
EP1544595A1 (en) * 2003-12-17 2005-06-22 SCA Hygiene Products AB A method and plant for measuring wiping performance of an absorbent material
KR20120064410A (ko) * 2010-12-09 2012-06-19 전자부품연구원 근력 보조 외골격 장치

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101570396B1 (ko) 2014-04-17 2015-11-19 서울대학교산학협력단 상지 보조 기기
KR20160132219A (ko) * 2015-05-07 2016-11-17 재단법인대구경북과학기술원 능동형 식사재활 보조 장치
KR101694465B1 (ko) * 2015-05-07 2017-01-10 재단법인대구경북과학기술원 능동형 식사재활 보조 장치
KR20190027359A (ko) * 2016-06-29 2019-03-14 푼다시온 테크날리아 리서치 앤드 이노베이션 상지를 재활하기 위한 휴대용 장치
KR102356578B1 (ko) 2016-06-29 2022-01-27 푼다시온 테크날리아 리서치 앤드 이노베이션 상지를 재활하기 위한 휴대용 장치
IT201700095005A1 (it) * 2017-08-22 2019-02-22 S M Scienzia Machinale S R L Apparecchiatura per la riabilitazione degli arti superiori di un individuo provvista di dispositivi di sicurezza altamente affidabili
EP3672557B1 (en) * 2017-08-22 2021-10-06 S.M. Scienzia Machinale S.r.l Apparatus for the rehabilitation of an upper limb of a person
IT201700095013A1 (it) * 2017-08-22 2019-02-22 S M Scienzia Machinale S R L Apparecchiatura per la riabilitazione degli arti superiori di un individuo in grado di assicurare elevati standard di sicurezza per l’utilizzatore
CN110038270A (zh) * 2019-05-14 2019-07-23 上海大学 一种上肢单臂康复训练机器人人机交互***及方法
KR20210077022A (ko) 2019-12-16 2021-06-25 한국전자기술연구원 음식의 종류와 남은 양에 따라 맞춤형으로 음식물을 획득하는 로봇 장치 및 이를 위한 방법
KR20230017067A (ko) 2021-07-27 2023-02-03 한국전자기술연구원 사용자의 식사를 보조하는 센서 시스템을 구비하는 식사 보조 로봇 및 이의 제어 방법
CN114557858A (zh) * 2022-02-23 2022-05-31 南京邮电大学 一种偏瘫患者坐位上肢训练装置
CN114557858B (zh) * 2022-02-23 2024-02-09 南京邮电大学 一种偏瘫患者坐位上肢训练装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101383421B1 (ko) 식사보조를 위한 상지 재활 로봇
US9662525B2 (en) Upper limb rehabilitation robot for meal assistance or meal rehabilitation training and method thereof
CN105408822B (zh) 接合使用者的人机接口
Mukai et al. Development of a nursing-care assistant robot RIBA that can lift a human in its arms
Lund et al. Inductive tongue control of powered wheelchairs
US20170119553A1 (en) A haptic feedback device
WO2012162000A3 (en) Haptic device for manipulator and vehicle control
WO2013095701A4 (en) Control system and apparatus utilizing signals originating in the periauricular neuromuscular system
KR20140143922A (ko) 착용형 근전도 센서 시스템
Baldi et al. Design of a wearable interface for lightweight robotic arm for people with mobility impairments
KR101383450B1 (ko) 식사보조를 위한 상지 재활로봇 제어방법
KR20080080035A (ko) 상체 착용형 근력 보조 증폭 장치
US10561507B1 (en) Wearable grippers for hemiplegic patients
KR20050065197A (ko) 착용형 인터페이스 장치
KR101694465B1 (ko) 능동형 식사재활 보조 장치
KR101290172B1 (ko) 근육 활성화도 측정 장치
KR101831602B1 (ko) 영상 처리를 통해 정밀 제어하는 상지 재활 로봇 모듈 및 재활 로봇 시스템
Law et al. A cap as interface for wheelchair control
CN113288719A (zh) 一种手功能康复软体机器人
JP2024505468A (ja) 手の動き検出装置、制御方法、リハビリテーション装置及び自律制御システム
KR20130029620A (ko) 보행보조로봇 및 제어 방법
KR20100134983A (ko) 장애인의 손 부위의 동작을 위한 입는 로봇
KR20170117702A (ko) 패턴알고리즘 및 광센서를 활용한 전방향 트레드밀 장치
US10409375B1 (en) Apparatus, system, and method for providing localized tactile feedback
KR101745860B1 (ko) 능동형 상지 운동 보조장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170328

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180403

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190325

Year of fee payment: 6