KR101573458B1 - Robotic arm for severely handicapped people - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 중증 장애인을 위한 로보틱 암은 전동 휠체어의 팔거리 하부에 장착되는 제어부, 제어부 상단에 전동 휠체어의 일측 팔걸이 대용으로 설치된 제1 암, 제1 암의 선단에 형성된 제1 조인트부, 기단이 제1 조인트부와 결합된 제2 암, 제2 암의 선단에 형성된 제2 조인트부, 및 제2 조인트부와 연결된 복합작업모듈을 포함하여 중증 장애인의 손작업 기능을 보조해 줌으로써, 중증 장애인들의 사회참여를 증진시킬 수 있는 효과가 있다.A robot arm for a severely disabled person according to the present invention includes a control unit mounted on an arm lower portion of an electric wheelchair, a first arm installed on an upper armrest of the electric wheelchair at an upper portion of the controller, a first joint unit formed at a tip of the first arm, A second joint formed at the base end of the second arm, and a complex work module connected to the second joint, wherein the base arm supports the hand function of the severely disabled person, And to increase their participation in society.

Description

중증 장애인을 위한 로보틱 암{ROBOTIC ARM FOR SEVERELY HANDICAPPED PEOPLE}ROBOTIC ARM FOR SEVERELY HANDICAPPED PEOPLE

본 발명은 중증 장애인을 위한 로보틱 암에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 거동이 불편한 중증 장애인의 주활동 공간인 휠체어 또는 침대 등에 설치되어 중증 장애인의 손작업 기능을 보조해 주는 중증 장애인을 위한 로보틱 암에 관한 것이다.
The present invention relates to a robotic arm for a severely disabled person, and more particularly, to a robotic arm for a severely handicapped person who is provided with a wheelchair or a bed, which is a main activity space of a severely disabled person with limited mobility, .

종래에도 로봇 팔에 관한 기술은 개발되어 왔고, 이들 로봇 팔은 대부분 좁은 하수구와 같이 사람이 접근할 수 없는 위험하고 어려운 작업현장에 투입되어 산업용으로서 작업을 수행하거나, 적국지역, 지뢰 매설지역과 같이 사람이 접근할 수 없는 위험하고 어려운 작업현장에 투입되어 군사용으로서 감지정찰 임무를 수행되어 왔을 뿐, 중증 장애인을 위한 의료용으로서 적용이 활발하게 이루어지지 못하고 있는 실정이다.
Conventionally, techniques relating to robot arm have been developed, and these robot arms have been put into dangerous and difficult work sites such as narrow sewerages which can not be accessed by people, so that they can be used for industrial purposes, It has been put into a dangerous and difficult work site that can not be accessed by people, and has been carried out as a military reconnaissance mission. However, this system is not actively applied for medical use for severely handicapped persons.

대한민국 등록특허공보 제10-113756호(2012. 02. 01)Korean Registered Patent No. 10-113756 (Feb. 02, 2012)

따라서, 본 발명은 상술한 실정을 반영하여, 거동이 불편한 중증 장애인의 주활동 공간인 휠체어 또는 침대 등에 설치되어 중증 장애인의 손작업 기능을 보조해 주는 중증 장애인을 위한 로보틱 암의 제공을 목적으로 한다.
Accordingly, the object of the present invention is to provide a robotic arm for a severely handicapped person who is provided in a wheelchair or a bed, which is a main activity space of a severely handicapped person with limited mobility, to assist the handicapped function of the severely handicapped person .

상술한 목적을 달성하기 위한, 본 발명에 따른 중증 장애인을 위한 로보틱 암은 전동 휠체어의 팔거리 하부에 장착되는 제어부, 제어부 상단에 전동 휠체어의 일측 팔걸이 대용으로 설치된 제1 암, 제1 암의 선단에 형성된 제1 조인트부, 기단이 제1 조인트부와 결합된 제2 암, 제2 암의 선단에 형성된 제2 조인트부, 및 제2 조인트부와 연결된 복합작업모듈,를 포함하되, 제1 조인트부는 제1 암의 선단에 형성되어 상하 수직방향으로 회동하는 제1 수직부 및, 제1 수직부와 결합되어 좌우 수평 방향으로 회동하는 제1 수평부,를 포함하고, 제2 조인트부는 제2 암의 선단에 형성되어, 좌우 수평 방향으로 회동하는 제2 수평부, 및 제2 수평부와 결합되어 상하 수직방향으로 회동하는 제2 수직부,를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, a robot arm for a severely disabled person according to the present invention comprises a controller mounted on an arm lower portion of an electric wheelchair, a first arm provided on an upper armrest of the electric wheel chair, And a composite work module connected to the second joint portion and a second joint portion formed at a tip of the second arm, wherein the first joint portion formed at the tip end, the second arm whose base end is coupled to the first joint portion, The joint portion includes a first vertical portion formed at the tip of the first arm and pivoting in the vertical direction and a first horizontal portion coupled with the first vertical portion and pivoting in the left and right horizontal directions, A second horizontal portion formed at a front end of the arm and pivoting in the horizontal direction in the left and right direction and a second vertical portion coupled with the second horizontal portion and rotating in the vertical direction.

본 발명에 따른 중증 장애인을 위한 로보틱 암은 거동이 불편한 중증 장애인의 주활동 공간인 휠체어 또는 침대 등에 설치되어 중증 장애인의 손작업 기능을 보조해 줌으로써, 중증 장애인들의 사회참여를 증진시킬 수 있는 효과가 있다.The robotic arm for a severely disabled person according to the present invention is installed in a wheelchair or a bed, which is a main activity space of a severely disabled person with mobility impairment, to assist the handicapped function of the severely disabled person, thereby enhancing the social participation of the severely disabled person have.

또한, 본 발명은 중증 장애인을 위한 보로틱 암은 의지와 창의성을 갖추었음에도 신체적 불편함으로 그동안 소외되어 왔던 중증 장애인의 사회참여를 증진시킴으로써, 다양한 양질의 인력을 창출할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the present invention has the effect of creating a variety of high-quality human resources by promoting social participation of severely handicapped persons who have been alienated by the physical inconvenience even though they have the will and creativity for the severely handicapped person.

도 1은 본 발명에 따른 중증 장애인을 위한 로보틱 암의 사시도 이다.1 is a perspective view of a robotic arm for a severely disabled person according to the present invention.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concept of the term appropriately in order to describe its own invention in the best way. The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명에 따른 중증 장애인을 위한 로보틱 암의 사시도 이다.1 is a perspective view of a robotic arm for a severely disabled person according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이, 제어부(10), 제1 암(20), 제1 조인트부(30), 제2 암(40), 제2 조인트부(50), 및 복합작업모듈(60)을 포함한다.1, the control unit 10, the first arm 20, the first joint unit 30, the second arm 40, the second joint unit 50, and the composite operation module 60, .

상기 제어부(10)는 본 발명에 따른 로보틱 암을 전동 휠체어에 장착하는 마운팅모듈과 함께 팔걸이 아래에 장착되어 상술한 구성들을 제어한다.The controller 10 is mounted under the armrest together with a mounting module for mounting the robotic arm according to the present invention to the electric wheelchair to control the above-described configurations.

상기 제1 암(20)은 상기 제어부(10) 상단에 상기 전동 휠체어의 일측 팔걸이 대용으로 설치되고, 상기 제어부(10)의 제어에 따라 전방과 후방으로 전진 및 후진이 가능하여 길이 조절이 용이하다.The first arm 20 is provided at the upper end of the control unit 10 for one armrest of the electric wheelchair and can be advanced and retreated forward and backward under the control of the controller 10 to easily adjust the length .

상기 제1 암(20)의 말단부에 형성된 상기 제1 조인트부(30)는 제1 수직부(31)와 제1 수평부(32)를 포함하여, 상기 제1 암(20)과 상기 제2 암(40)을 연결시킨다.The first joint portion 30 formed at the distal end of the first arm 20 includes a first vertical portion 31 and a first horizontal portion 32 so that the first arm 20 and the second The arm 40 is connected.

상기 제1 수직부(31)는 상하 수직방향으로 회동함으로써 상기 제2 암(40)을 수직방향으로 움직임을 가능하게 한다.The first vertical portion 31 is vertically and vertically rotatable to allow the second arm 40 to move vertically.

상기 제2 수평부(32)는 상기 제1 수직부(31)에 결합 형성되어 좌우 수평방향으로 회동함으로써 상기 제2 암(40)을 수평방향으로 움직임을 가능하게 한다.The second horizontal part 32 is coupled to the first vertical part 31 and rotates horizontally to allow the second arm 40 to move horizontally.

이때, 상기 제1 수직부(31)는 상기 제2 암(40)을 직접 수직방향으로 움직이게 하는 것이 아니라, 상기 제1 수평부(32)를 수직방향으로 움직이게 하면, 상기 제1 수평부(32)와 연결된 상기 제2 암(40)을 수직방향으로 움직이게 하는 것이다.The first vertical part 31 does not directly move the second arm 40 in the vertical direction but moves the first horizontal part 32 in the vertical direction so that the first horizontal part 32 The second arm 40 is moved in the vertical direction.

상술한 바와 같이 상기 제1 암(20)과 상기 제2 암(40)이 상술한 구성의 상기 제1 조인트부(30)로 결합되어, 상기 제2 암(40)이 상기 제1 암(20)을 기준으로 상하 수직방향과 좌우 수평방향으로 움직일 수 있다.The first arm 20 and the second arm 40 are coupled to the first joint portion 30 of the above-described configuration so that the second arm 40 can be moved to the first arm 20 ) In the vertical direction and in the horizontal direction.

상기 제2 암(40)의 말단부에 형성된 상기 제2 조인트부(50)는 제2 수평부(51)와 제2 수직부(52)를 포함하여, 상기 제2 암(40)과 상기 복합작업모듈(60)을 연결시킨다.The second joint portion 50 formed at the distal end of the second arm 40 includes a second horizontal portion 51 and a second vertical portion 52 to allow the second arm 40 and the composite operation Module 60 is connected.

상기 제2 수평부(51)는 좌우 수평방향으로 회동함으로써 상기 복합작업모듈(60)의 수평방향 움직임을 가능하게 한다.The second horizontal portion 51 rotates horizontally in the left and right directions to allow the composite operation module 60 to move in the horizontal direction.

상기 제2 수직부(52)는 상기 제2 수평부(51)에 결합 형성되어 상하 수직방향으로 회동함으로써 상기 복합작업모듈(60)의 수직방향 움직임을 가능하게 한다.The second vertical part 52 is coupled to the second horizontal part 51 and rotates in the vertical direction so as to allow the composite operation module 60 to move vertically.

마찬가지로, 상기 제2 수평부(51)는 상기 복합작업모듈(60)을 직접 수평방향으로 움직이게 하는 것이 아니라, 상기 제2 수직부(52)를 수직방향으로 움직이게 하여, 상기 제2 수직부(52)와 연결된 상기 복합작업모듈(60)을 수직방향으로 움직이게 하는 것이다.Likewise, the second horizontal part 51 does not directly move the composite operation module 60 in the horizontal direction but moves the second vertical part 52 in the vertical direction so that the second vertical part 52 To move the combined work module 60 in the vertical direction.

상술한 바와 같이 상기 제2 암(40)과 상기 복합작업모듈(60)이 상술한 구성의 상기 제2 조인트부(50)로 결합되어, 상기 복합작업모듈(60)이 상기 제2 암(40)을 기준으로 상하 수직방향과 좌우 수평방향으로 움직일 수 있다.The second arm 40 and the composite operation module 60 are coupled to the second joint portion 50 of the above-described configuration so that the composite operation module 60 can move to the second arm 40 ) In the vertical direction and in the horizontal direction.

참고로, 제1 수직부(31), 제1 수평부(32), 제2 수직부(52) 및 상기 제2 수평부(51)는 설치방향이 상이한 스탭핑 모터 등의 회전력에 의해 구동되는 것이 바람직하다.For reference, the first vertical part 31, the first horizontal part 32, the second vertical part 52 and the second horizontal part 51 are driven by a rotating force of a stepping motor or the like having different mounting directions .

상기 복합작업모듈(60)은 스마트 기기, 디스플레이장치 등이 부착되어 중증 장애인의 업무 또는 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 한다.The multi-task module 60 may be attached with a smart device, a display device, or the like so that the task or work of a severely disabled person can be easily performed.

이때, 상기 제어부(10)는 상기 중증 장애인이 가능한 편안한 자세로 작업을 수행할 수 있도록, 상기 제1 및 제2 조인트부(30, 50)를 제어하여 상기 복합작업모듈(60)을 위치시키는 것을 특징으로 한다.At this time, the control unit 10 controls the first and second joint units 30 and 50 to position the composite work module 60 so that the severely disabled person can perform a work in a comfortable posture possible .

한편, 상기 제어부(10)는 전동 휠체어 등에 구비된 음성인식 센서와 누름버튼과 연동되어, 본 발명에 따른 중증 장애인을 위한 로보틱 암을 제어한다.Meanwhile, the control unit 10 controls the robotic arm for the severely disabled person according to the present invention in cooperation with a voice recognition sensor and a push button provided in an electric wheel chair or the like.

예를 들어, 상기 음성인식 센서가 중증 장애인의 음성명령을 수신하면, 상기 제어부(10)가 상기 음성명령에 따른 작업을 할 수 있도록, 상기 제1 및 제2 조인트부(30, 50)를 구성하는 상기 제1 수직부(31), 제1 수평부(32), 제2 수직부(52) 및 상기 제2 수평부(51)를 제어한다.For example, when the voice recognition sensor receives a voice command of a severely disabled person, the first and second joint units 30 and 50 are configured such that the control unit 10 can work according to the voice command The first vertical part 31, the first horizontal part 32, the second vertical part 52, and the second horizontal part 51,

또한, 버튼방식의 명령은 상기 누름버튼과 해당 작업을 일대일 대응되도록 명령신호를 데이터베이스화하여, 중증 장애인이 원하는 작업의 누름버튼을 누르면, 해당 누름버튼과 대응되는 작업이 수행되도록 상기 제어부는 상기 제1 및 제2 조인트부(30, 50)를 구성하는 상기 제1 수직부(31), 제1 수평부(32), 제2 수직부(52) 및 상기 제2 수평부(51)를 제어한다.In addition, the button-type command makes a database of command signals correspond to one-to-one correspondence between the push buttons and the corresponding jobs, and when the push button of the job desired by the severely disabled person is pressed, The first vertical part 31, the first horizontal part 32, the second vertical part 52 and the second horizontal part 51 constituting the first and second joint parts 30 and 50 .

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 하기에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

10 : 제어부
20 : 제1 암
30 : 제1 조인트
31 : 제1 수직부
32 : 제1 수평부
40 : 제2 암
50 : 제2 조인트부
51 : 제2 수평부
52 : 제2 수직부
60 : 복합작업모듈10:
20: first cancer
30: First joint
31: first vertical part
32: first horizontal part
40: second cancer
50: second joint portion
51: second horizontal portion
52: second vertical part
60: Composite work module

Claims (8)

전동 휠체어의 팔거리 하부 또는 침대의 일측면에 장착 또는 탈착 가능한 제어부(10);
상기 제어부(10) 상단에 상기 전동 휠체어의 일측 팔걸이 대용으로 상기 제어부(10)의 제어에 따라 내장된 모터에 의해 전방과 후방으로 전진 및 후진 가능하게 설치된 제1 암(20):
상기 제1 암(20)의 선단에 형성된 제1 조인트부(30);
기단이 상기 제1 조인트부(30)와 결합된 제2 암(40);
상기 제2 암(40)의 선단에 형성된 제2 조인트부(50); 및
상기 제2 조인트부(50)와 연결되어, 스마트기기 또는 디스플레이 장치가 부착될 수 있는 복합작업모듈(60);를 포함하되,
상기 복합작업모듈(60)이 상기 제어부(10)의 제어로 상기 제1 및 제2 조인트부(30, 50)가 협동하여 중증장애인 시선의 거리와 높이에 맞게 위치되는 것을 특징으로 하는 중증 장애인을 위한 로보틱 암.
A control unit (10) which can be mounted or detached below the arm of the electric wheelchair or on one side of the bed;
A first arm 20 installed at the upper end of the control unit 10 so as to be able to move back and forth forward and backward by a built-in motor under the control of the control unit 10 for one armrest of the electric wheel chair,
A first joint portion 30 formed at the tip of the first arm 20;
A second arm 40 having a base coupled with the first joint 30;
A second joint portion 50 formed at the tip of the second arm 40; And
And a composite operation module (60) connected to the second joint part (50), to which a smart device or a display device can be attached,
Wherein the first and second joint parts (30, 50) cooperate with each other and are positioned in accordance with the distance and height of the sight line of the severely disabled person under the control of the controller (10) Robotic arms for.
제 1항에 있어서,
상기 제1 조인트부(30)는
상기 제1 암(20)의 선단에 형성되어 상하 수직방향으로 회동하는 제1 수직부(31); 및
상기 제1 수직부(31)와 결합되어 좌우 수평 방향으로 회동하는 제1 수평부(32);를 포함하는 것을 특징으로 하는 중증 장애인을 위한 로보틱 암.
The method according to claim 1,
The first joint part (30)
A first vertical part 31 formed at the tip of the first arm 20 and rotating in a vertical direction; And
And a first horizontal part (32) coupled to the first vertical part (31) and pivoting horizontally in the left and right direction.
제 2항에 있어서,
상기 제2 조인트부(50)는
상기 제2 암(20)의 선단에 형성되어, 좌우 수평 방향으로 회동하는 제2 수평부(51); 및
상기 제2 수평부(51)와 결합되어 상하 수직방향으로 회동하는 제2 수직부(52);를 포함하는 것을 특징으로 하는 중증 장애인을 위한 로보틱 암.
3. The method of claim 2,
The second joint portion (50)
A second horizontal portion 51 formed at the distal end of the second arm 20 and rotating in the horizontal direction; And
And a second vertical part (52) coupled with the second horizontal part (51) and rotating in a vertical direction.
제 3항에 있어서,
상기 복합작업모듈(60)은 상기 제2 수직부(52)에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 중증 장애인을 위한 로보틱 암.
The method of claim 3,
Wherein the combined working module (60) is coupled to the second vertical part (52).
제 3항에 있어서,
상기 전동 휠체어에 음성인식 센서와 누름버튼이 구비되어, 상기 제어부(10)와 연동하여 작동하는 것을 특징으로 하는 중증 장애인을 위한 로보틱 암.
The method of claim 3,
Wherein the electric wheelchair is provided with a voice recognition sensor and a push button, and operates in conjunction with the control unit (10).
제 5항에 있어서,
상기 음성인식 센서에 의해 상기 중증 장애인의 음성명령이 수신되면, 상기 제어부(10)가 상기 제1 및 제2 조인트부(30, 50)를 조합제어하여 상기 음성명령을 수행하는 것을 특징으로 하는 중증 장애인을 위한 로보틱 암.
6. The method of claim 5,
Characterized in that when the voice command of the severely disabled person is received by the voice recognition sensor, the control unit (10) controls the first and second joint units (30, 50) Robotic arms for the disabled.
제 5항에 있어서,
상기 중증 장애인이 원하는 작업을 위해 상기 누름버튼을 누르면, 상기 제어부(10)가 상기 제1 조인트부(30)와 상기 제2 조인트부(50)를 조합제어하여, 상기 누름버튼과 대응되는 작업이 수행되도록 하는 것을 특징으로 하는 중증 장애인을 위한 로보틱 암.
6. The method of claim 5,
When the push button is pressed for a desired operation of the severely disabled person, the control unit 10 controls the first joint unit 30 and the second joint unit 50 in combination so that the operation corresponding to the push button Wherein the method comprises the steps of:
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