KR101849478B1 - ROBOT FOR HAND and WRIST REHABILITATION - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 손 및 손목 재활 로봇에 관한 것이다. 보다 상세하게 본 발명은 혈액 순환을 촉진할 수 있으며, 손이 마비된 환자가 사용시, 스스로 재활 운동을 할 수 있어, 치료사가 부족한 현 환경에서 지속적인 재활 치료가 가능하며, 손목과 손을 동시에 재활 치료하는 것이 가능한 손 및 손목 재활 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a hand and wrist rehabilitation robot. More specifically, the present invention can promote blood circulation, enable a patient who is paralyzed by his / her hand to rehabilitate himself / herself, enable continuous rehabilitation treatment in a current environment lacking a therapist, The present invention relates to a hand and wrist rehabilitation robot capable of performing handwarming.
뇌졸중(腦卒中, stroke)은 흔히 중풍(中風)으로 불리며 암, 심장질환과 함께 우리나라 3대 사망질환 중의 하나로 단일 질병으로는 사망률 1위인 심각한 질병이다. 뇌졸중은 그동안 혈관의 노화로 인한 중/장년층에서 많이 발병되었으나, 최근에는 식생활의 변화, 정신적 스트레스의 증가 등으로 나이와 성별에 무관하게 발병되고 있다. 이에 따라 뇌졸중 환자 수는 점차 증가하고 있다.Stroke is often referred to as paralysis. It is one of the three major deaths in Korea, along with cancer and heart disease. It is a serious disease with the highest mortality rate in terms of single disease. Stroke has been associated with aging of the blood vessels in middle- to upper-middle-aged people. Recently, however, dietary habits and mental stresses have increased the incidence of stroke regardless of age and gender. As a result, the number of stroke patients is increasing.
뇌졸중 환자의 90% 이상은 편마비(hemiplegia, 반신마비) 장애를 나타내게 되어 환 측(affected side)의 팔과 손, 다리에 장애를 갖게 된다. 뇌졸중 환자는 이런 갑작스런 장애로 인해 독립적인 일상생활이 불가능하게 되며 극심한 스트레스와 삶의 질 저하를 경험하게 된다.More than 90% of stroke patients present with hemiplegia (hemiplegia) impairment, resulting in affected side arms, hands, and legs. The sudden impairment of stroke patients makes them unable to live independent lives and experiences extreme stress and poor quality of life.
뇌졸중 환자의 재활 목적은 환자 독립적으로 일상생활을 불편함 없이 수행할 수 있도록 환자의 장애를 최소화하는 것이다. 대부분의 일상생활 동작 수행과정에서 손동작이 수반되므로 손 재활은 꼭 필요하다. 일반적으로 뇌졸중 환자의 재활은 몸통과 가까운 관절부터 회복이 일어나게 된다. 이런 이유로 손 재활은 보통 마지막 단계에 일어나게 되는데, 그만큼 오랜 시간이 걸리며 지속적인 노력이 필요하다. 발병 초기부터 지속적인 재활치료를 받지 않게 되면 환 측은 계속 사용하지 않게 되어 관절 구축 등의 심각한 후유증이 남게 된다.The purpose of stroke rehabilitation is to minimize patient disability so that patients can perform their daily activities without inconvenience. Hand rehabilitation is essential for most daily activities because hand movements accompany the performance. Generally, the rehabilitation of a stroke patient is recovered from joints close to the body. For this reason, hand rehabilitation usually takes place at the last stage, which takes a long time and requires constant effort. If you do not receive continuous rehabilitation treatment from the beginning of the onset, the ring will not be used continuously, and serious aftereffects such as joint formation will remain.
뇌졸중 환자의 재활은 물리치료, 작업치료, 전기자극치료(Functional Electric Stimulation: FES), 약물치료, 심리치료 등 복합적인 과정으로 이루어진다. 이러한 치료과정 중 물리치료와 작업치료는 치료사가 치료시간 동안 환자와 1:1로 계속해서 치료를 수행해야 하기 때문에 치료사의 노동력이 가장 많이 요구된다. 하지만, 뇌졸중 환자의 수에 비해 치료사의 수는 부족한 실정이며, 환자는 충분한 시간 동안 치료를 받지 못하고 있다.Rehabilitation of stroke patients consists of physical therapy, occupational therapy, functional electric stimulation (FES), drug therapy, and psychotherapy. Physical therapy and occupational therapies require the therapist's workforce to the greatest extent because the therapist must continue to treat the patient 1: 1 during the treatment time. However, the number of therapists is insufficient compared with the number of stroke patients, and the patient is not receiving treatment for a sufficient period of time.
손은 총 16 자유도로 모사되는 매우 복잡한 시스템이며, 그 크기가 팔이나 다리에 비해 작기 때문에 엑츄에이터와 센서 등을 장착하는데 어려움이 있다. 하지만, 손 및 손목 재활 로봇/장비들에 대해 연구가 활발히 진행되고 있다. 손 재활 로봇 연구는 로봇이 환자의 손과 어떻게 접촉하느냐에 따라 크게 두 갈래로 나눌 수 있다.The hand is a very complicated system that simulates a total of 16 degrees of freedom, and it is difficult to mount an actuator and a sensor because its size is smaller than that of an arm or a leg. However, research on hand and wrist rehabilitation robots / devices is actively under way. Research on hand rehabilitation robots can be roughly classified into two types depending on how the robot contacts the patient's hand.
첫 번째 흐름은 손가락의 모든 관절과 접촉하는 방법이다. 이 연구는 정상인의 손가락 움직임을 완벽히 묘사하는 데 초점을 맞추고 있다. 예를 들어 일본 Gifu University의 손 및 손목 재활 로봇은 각 관절을 모두 제어하기 때문에 관절마다 개별적인 움직임이 가능하며, 손가락을 개별적으로 움직일 수 있게 되어 다양한 일상생활 동작을 훈련할 수 있다는 장점이 있다. 하지만, 관절마다 엑츄에이터와 센서를 사용해야 하기 때문에 그 구조가 굉장히 복잡하며, 로봇의 각 관절들과 사람의 해부학적 관절들이 일치해야 하기 때문에 착용이 어렵고, 환자의 손가락 관절 사이의 길이에 따라 로봇의 각 관절 사이 링크 길이를 조절해야 하는 어려움이 있다.The first flow is to contact all the joints of the finger. This study focuses on perfectly portraying the normal finger movements. For example, Gifu University's hand and wrist rehabilitation robots control all joints, allowing individual movements of joints, and the ability to move fingers individually to train various daily activities. However, since it requires the use of an actuator and a sensor for each joint, its structure is very complicated, and it is difficult to wear because each joint of the robot and the anatomical joints of the human must be matched. It is difficult to adjust the link length between joints.
또 다른 흐름은 손가락의 끝이나 어느 한 부분만 접촉하는 방법이다. RIC의 IntelliArm과 현재 병원에서 사용되고 있는 1자유도의 간단한 CPM(Continuous Passive Motion) 장비가 그 예이다. 이 방법은 구조가 간단하여 착용이 편리하며 손끝만 접촉하기 때문에 손가락 전체 길이만 고려하여 로봇의 링크 길이를 조절하면 된다. 하지만, 지금까지 제안된 로봇/장비들은 엄지손가락과 네 손가락을 동시에 재활할 수 없고, 일상생활 동작에서 엄지손가락이 중요함에도 불구하고 엄지손가락에 대해 한가지 동작만을 수행할 수 있거나 관절가동범위에 제한이 있어서 일상생활 동작을 구현하는데 한계가 있다.Another flow is a method of touching only one end or one end of a finger. Examples are RIC's IntelliArm and simple CPM (Continuous Passive Motion) equipment with one degree of freedom currently used in hospitals. This method is simple in structure, easy to wear, and only touches the fingertip, so you can adjust the link length of the robot considering only the length of the finger. However, until now, the proposed robots / equipments can not rehabilitate the thumb and four fingers at the same time. In spite of the importance of thumb in daily life operation, it is possible to perform only one action on the thumb, There is a limitation in realizing daily life movement.
뇌졸중 환자는 대부분 굽힘 공동운동(flexor synergy)이 발달 되어 있어 환 측의 손을 굽힌 상태로 유지하게 된다. 이 굽혀진 손을 반복적으로 펴주고, 일상생활을 동작 훈련을 통해 환자가 원하는 동작을 독립적으로 수행 가능하도록 해야 한다. 앞서 언급한 바와 같이 뇌졸중 환자의 복합적인 재활 치료 과정 중에서 물리치료와 작업치료가 치료사의 노동력이 가장 많이 요구된다.Most stroke patients have developed flexor synergy, which keeps the hands on the ring flexed. This bent hands should be repeatedly stretched, and daily activities should be exercised to allow the patient to perform the desired movements independently. As mentioned above, physiotherapy and occupational therapy among the multiple rehabilitation treatments of stroke patients are the most demanded by the therapist.
로봇을 통해 물리치료와 작업치료를 구현할 수 있게 된다면 부족한 치료사 수에 대한 문제점을 극복할 수 있으며, 치료사의 노동력을 줄일 수 있다. 환자는 회복에 필요한 충분한 시간 동안 치료를 받을 수 있게 되며 치료비의 부담을 줄일 수 있게 된다.If it is possible to implement physiotherapy and occupational therapy through robots, it can overcome the problem of insufficient number of therapists and reduce the workforce of the therapist. The patient will be able to receive the treatment for the sufficient time necessary for the recovery and reduce the burden of the treatment cost.
본 발명은 혈액 순환을 촉진할 수 있으며, 손이 마비된 환자가 사용시, 스스로 재활 운동을 할 수 있어, 치료사가 부족한 현 환경에서 지속적인 재활 치료가 가능한 손 및 손목 재활 로봇을 제공하는 것이다.The present invention provides a hand and wrist rehabilitation robot capable of promoting blood circulation and permitting a patient who is paralyzed by his / her hand to perform rehabilitation exercise by himself / herself, thereby allowing continuous rehabilitation treatment in a current environment lacking a therapist.
또한, 본 발명은 손목과 손을 동시에 재활 치료하는 것이 가능한 손 및 손목 재활 로봇을 제공하는 것이다.The present invention also provides a hand and wrist rehabilitation robot capable of simultaneously rehabilitating the wrist and the hand.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory and are not intended to limit the invention to the precise form disclosed. It can be understood.
본 발명의 일 실시예에 따른 손 및 손목 재활 로봇은 지면에서 상부로 형성된 지지축, 상기 지지측에서 일측으로 연장되며 소정 높이에 형성된 받침대, 상기 지지축의 상단에 연결된 고정판, 상기 고정판에 고정된 모터부 및 상기 모터부에 연결되어 회전하며, 상기 고정판과 상기 받침대 사이에 위치한 손거치부를 포함한다.The hand and wrist rehabilitation robot according to an embodiment of the present invention includes a support shaft formed at an upper portion of the ground, a pedestal extending at one side from the support side, a fixed plate connected to the upper end of the support shaft, And a hand-held unit connected to the motor unit and rotated between the stationary plate and the pedestal.
상기 고정판은 세 모서리를 포함하고, 상기 모터부는 상기 고정판의 세 모서리에 각각 고정된 제 1 모터부, 제 2 모터부 및 제 3 모터부를 포함할 수 있다.The fixing plate may include three corners, and the motor unit may include a first motor unit, a second motor unit, and a third motor unit respectively fixed to three corners of the fixing plate.
또한, 상기 제 1 모터부, 제 2 모터부 및 제 3 모터부의 회전각은 제한되어 정방향 또는 역방향으로 회전할 수 있다.Further, the rotation angles of the first motor unit, the second motor unit, and the third motor unit are limited and can rotate in the forward direction or the reverse direction.
또한, 상기 손거치부는 손잡이를 포함할 수 있다.In addition, the hand-held portion may include a handle.
상기 손거치부는 손 재활 로봇을 포함할 수 있다.The hand-held unit may include a hand rehabilitation robot.
또한, 손 재활 로봇은 지지부 및 상기 지지부에 연결되어 지지되며, 상기 사용자의 손가락에 대응되는 손가락부를 포함하고, 상기 손가락부는 상기 지지부에 연결된 지지판, 상기 지지판에서 일측으로 연장된 모터 고정부, 상기 모터 고정부의 일단에 고정되며, 타측으로 연장된 회전축을 갖는 모터, 상기 모터의 회전축에 연결되어, 상기 회전축의 길이 방향으로 전진 및 후진하는 이동 부재, 일단이 상기 이동 부재에 연결되며, 상기 이동 부재의 전진 및 후진에 따라 회전 운동하는 제 1 링크, 일단이 상기 지지판에 고정되고, 타단이 상기 제 1 링크에 연결되어 회전 운동하며, 상기 제 1 링크의 회전 반경을 조절하는 제 2 링크 및 상기 제 1 링크의 타단에 연결되며, 상기 사용자의 손가락 단부가 부착되는 부착부를 포함할 수 있다.In addition, the hand rehabilitation robot is connected to and supported by the support portion and the support portion, and includes a finger portion corresponding to the user's finger, the finger portion includes a support plate connected to the support portion, a motor fixing portion extending to one side of the support plate, A motor fixed to one end of the fixed portion and having a rotation axis extending to the other side, a movable member connected to a rotation shaft of the motor and advancing and retracting in the longitudinal direction of the rotation shaft, one end connected to the movable member, A second link that rotates in accordance with the forward and backward movement of the first link, a second link that has one end fixed to the support plate and the other end connected to the first link and rotating, 1 link, and may include an attachment portion to which a finger end of the user is attached.
또한, 상기 사용자의 손가락 단부에는 자석 또는 철판을 포함하는 밴드가 부착되고, 상기 부착부에는 자석, 철판 또는 전자석이 형성되고, 상기 사용자의 손가락 단부와 상기 부착부는 자력을 통해 부착될 수 있다.Further, a band including a magnet or an iron plate is attached to the end portion of the user's finger, and a magnet, an iron plate, or an electromagnet is formed on the attachment portion, and the finger end portion and the attachment portion of the user can be attached through magnetic force.
또한, 상기 손가락부는 소지 손가락부, 약지 손가락부, 중지 손가락부, 검지 손가락부 및 엄지 손가락부로 구성되고, 상기 소지 손가락부, 약지 손가락부, 중지 손가락부 및 검지 손가락부는 상기 지지부의 상부에 설치되고, 상기 엄지 손가락부는 상기 지지부의 하부에 설치될 수 있다.In addition, the finger portion is composed of a base finger portion, a ring finger portion, a stop finger portion, a index finger portion and a thumb finger portion, and the base finger, the ring finger finger, the stop finger portion and the index finger portion are provided on the support portion , And the thumb portion may be installed at a lower portion of the support portion.
또한, 상기 소지 손가락부, 약지 손가락부, 중지 손가락부 또는 검지 손가락부 각각에 부착된 사용자의 소지 손가락, 약지 손가락, 중지 손가락 또는 검지 손가락은 상기 엄지 손가락부에 부착된 사용자의 엄지 손가락과 서로 굽혀져 핀치 동작을 수행할 수 있다.Further, the user's own finger, ring finger, stop finger, or index finger attached to each of the above-mentioned hold finger, the ring finger, the stop finger, or the index finger is bent with the thumb of the user attached to the thumb So that the pinch operation can be performed.
또한, 상기 모터 고정부는 상기 지지판에서 소정 각도 절곡되어 일측으로 연장될 수 있다.In addition, the motor fixing portion may be bent at a predetermined angle from the support plate and extend to one side.
또한, 상기 모터의 회전축과 상기 모터 고정부 사이에 형성되어, 상기 이동 부재의 이동을 안내하는 안내축을 더 포함할 수 있다.The apparatus may further include a guide shaft formed between the rotation shaft of the motor and the motor fixing unit to guide movement of the moving member.
본 발명에 따른 손 및 손목 재활 로봇은 혈액 순환을 촉진할 수 있으며, 손이 마비된 환자가 사용시, 스스로 재활 운동을 할 수 있어, 치료사가 부족한 현 환경에서 지속적인 재활 치료가 가능하다.The hand and wrist rehabilitation robot according to the present invention can promote blood circulation and enable a patient who is paralyzed by his / her hand to perform rehabilitation exercise on his / her own, thereby enabling continuous rehabilitation treatment in a current environment lacking a therapist.
또한, 본 발명에 따른 손 및 손목 재활 로봇은 손목과 손을 동시에 재활 치료하는 것이 가능하다.In addition, the hand and wrist rehabilitation robot according to the present invention can rehabilitate the wrist and the hand simultaneously.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.It should be understood, however, that the effects obtained by the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned may be clearly understood by those skilled in the art to which the present invention belongs It will be possible.
본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니 된다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 손 및 손목 재활 로봇을 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 손 및 손목 재활 로봇을 나타내는 사시도이다.
도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손 및 손목 재활 로봇에 설치된 손 재활 로봇을 나타내는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 손 및 손목 재활 로봇에 설치된 손 재활 로봇을 나타내는 측면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The accompanying drawings, which are included to provide a further understanding of the invention and are incorporated in and constitute a part of this application, illustrate preferred embodiments of the invention and, together with the description, And shall not be interpreted.
1 to 4 are perspective views illustrating a hand and wrist rehabilitation robot according to an embodiment of the present invention.
5 is a perspective view illustrating a hand and wrist rehabilitation robot according to another embodiment of the present invention.
6 to 8 are perspective views illustrating a hand rehabilitation robot installed in a hand and wrist rehabilitation robot according to another embodiment of the present invention.
9 is a side view of a hand rehabilitation robot installed in a hand and wrist rehabilitation robot according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.The embodiments of the present invention are described in order to more fully explain the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified into various other forms, It is not limited to the embodiment. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be more faithful and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.
또한, 이하의 도면에서 각 구성은 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는" 는 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.Also, in the following drawings, each configuration is exaggerated for convenience and clarity of description, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings. As used herein, the term "and / or" includes any and all combinations of any of the listed items.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및 /또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다.As used herein, the singular forms "a," "an," and "the" include singular forms unless the context clearly dictates otherwise. Also, " comprise "and / or" comprising "when used herein should be interpreted as specifying the presence of stated shapes, numbers, steps, operations, elements, elements, and / And does not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, operations, elements, elements, and / or groups.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 손 및 손목 재활 로봇을 나타내는 사시도이다.1 to 4 are perspective views illustrating a hand and wrist rehabilitation robot according to an embodiment of the present invention.
다음은 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 손 및 손목 재활 로봇에 대해 설명한다.Hereinafter, a hand and wrist rehabilitation robot according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.
본 발명의 일 실시예에 따른 손 및 손목 재활 로봇은 지지판(1010), 지지축(1020), 받침대 지지축(1030), 고정판 지지축(1040), 고정판(1050), 받침대(1060), 모터부(1100, 1200, 1300), 손거치부(1400, 1410, 1420, 1430, 1440)를 포함한다.The hand and wrist rehabilitation robot according to an embodiment of the present invention includes a
상기 지지판(1010)은 하면에는 손 및 손목 재활 로봇의 위치를 이동하기 용이하도록 바퀴가 설치되어 있다.On the lower surface of the
상기 지지판(1010)의 중심에는 상부로 연장된 지지축(1020)이 높이 방향으로 형성된다.A
또한, 지지축(1020)의 중간영역에서 일측으로 연장되며, 상부로 절곡되어 소정 높이까지 연장되는 받침대 지지축(1030), 지지축(1020)의 상단에서 일측으로 연장되는 고정판 지지축(1040)이 형성된다.A
또한, 고정판 지지축(1040)의 단부에는 판형의 고정판(1050)이 지면에 수직하게 설치되며, 받침대 지지축(1030)의 단부에는 역 아치형의 받침대(1060)가 설치된다.In addition, a plate-shaped
상기 고정판(1050)은 삼각 형상의 판상으로, 모터부(1100, 1200, 1300) 각각이 고정되는 세 모서리 영역(1051, 1052, 1053)을 제공한다.The fixing
상기 받침대(1060)는 고정판(1050)의 전면에 마주보도록 배치되며, 사용자의 팔이 안착될 수 있다.The
상기 모터부(1100, 1200, 1300)는 제 1 모터부(1100), 제 2 모터부(1200) 및 제 3 모터부(1300)으로 구성된다.The
상술한 바와 같이 제 1 모터부(1100), 제 2 모터부(1200) 및 제 3 모터부(1300) 각각은 고정판(1050)의 세 모서리 영역(1051, 1052, 1053)에 고정되며, 모두 동일한 방향으로 정회전 또는 역회전 할 수 있다.The
여기서, 각각의 모터부(1100, 1200, 1300)는 설치 위치와 각 구성의 길이가 약간 상이할 뿐, 동일한 구성으로 이루어지는바, 아래에서는 제 1 모터부(1100)의 구성으로 설명한다.Here, each of the
제 1 모터부(1100)는 제 1 모터(1110) 및 회전 로드(1120)를 포함한다.The
상기 제 1 모터(1110)는 상기 고정판(1050)의 제 1 모서리 영역(1051)에 고정되며, 단부에 연결된 케이블을 통해 제어부(미도시)에 접속될 수 있으며, 제어부의 신호에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전할 수 있다.The
여기서, 상기 제 1 모터(1110)의 회전각은 제한되어 있어, 소정 각도로 정방향 또는 역방향으로 회전한다.Here, the rotation angle of the
또한, 제어부의 입력에 따라 상기 제 1 모터(1110)의 회전 속도는 제어될 수 있다.Also, the rotation speed of the
상기 회전 로드(1120)는 상기 제 1 모터(1110)의 회전축에 연결되나, 제 1 모터(1110)의 외주면을 따라 정방향 또는 역방향으로 이동된다.The
상기 손거치부(1400, 1410, 1420, 1430, 1440)는 받침대(1060)와 고정판(1050) 사이에 배치된 손거치판(1400), 모터부(1100, 1200, 1300)의 각 회전 로드와 손거치판(1400)을 연결하는 연결 로드(1410, 1420, 1430) 및 상기 손거치판(1400)에서 일측으로 연결된 손잡이(1440)로 구성된다.The
상기 손거치판(1400) 및 손잡이(1440)는 연결 로드(1410, 1420, 1430)를 통해 전달된 모터부(1100, 1200, 1300)의 토크 값에 의해, 소정 각도로 정방향 또는 역방향으로 회전한다.The
즉, 사용자는 받침대(1060)에 팔을 안착하고 손잡이(1440)를 잡으면, 모터부(1100, 1200, 1300)의 동시 회전에 의해 손잡이(1440)가 정방향 또는 역방향으로 순차적으로 회전하게 되고, 이를 통해 사용자는 손목의 재활 치료를 시행할 수 있다.That is, when the user places the arm on the
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 손 및 손목 재활 로봇을 나타내는 사시도이고, 도 6 내지 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 손 및 손목 재활 로봇에 설치된 손 재활 로봇을 나타내는 사시도이다. 도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 손 및 손목 재활 로봇에 설치된 손 재활 로봇을 나타내는 측면도이다.FIG. 5 is a perspective view of a hand and wrist rehabilitation robot according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 6 to 8 are perspective views illustrating a hand rehabilitation robot installed in a hand and wrist rehabilitation robot according to another embodiment of the present invention. 9 is a side view of a hand rehabilitation robot installed in a hand and wrist rehabilitation robot according to another embodiment of the present invention.
다음은 도 5 내지 도 9를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 손 및 손목 재활 로봇에 설치된 손 재활 로봇에 대해 설명한다.5 to 9, a hand rehabilitation robot installed in a hand and wrist rehabilitation robot according to another embodiment of the present invention will be described.
도 5 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 손 및 손목 재활 로봇은 손거치판(1400)에 손잡이(1440)가 제거되고, 손거치판(1400)의 고정홀(1401)에 손 재활 로봇(1000)이 장착된다.5 to 9, the hand and wrist rehabilitation robot according to another embodiment of the present invention includes a
상기 손 재활 로봇(1000)은 지지부(10, 20, 30) 및, 손가락부(100, 200, 300, 400, 500)를 포함한다.The
상기 지지부(20, 30)는 고정축(20) 및 연결부재(30)를 포함한다.The supporting
상기 고정축(20)은 손거치판(1400)의 고정홀(1401)에 삽입되어 고정되며, 연결부재(30)를 연결하는 축으로 구성된다.The fixed
상기 연결부재(30)는 상기 손가락부(100, 200, 300, 400, 500)가 연결되어 배치되도록 구성된다.The connecting
상기 손가락부(100, 200, 300, 400, 500)는 도시된 바와 같이, 사용자의 다섯 손가락에 각각 대응되도록, 소지 손가락부(100), 약지 손가락부(200), 중지 손가락부(300), 검지 손가락부(400) 및 엄지 손가락부(500)로 구성된다.The
상기 소지 손가락부(100), 약지 손가락부(200), 중지 손가락부(300) 및 검지 손가락부(400)는 지지부의 연결부재(30)의 상부에 형성되고, 엄지 손가락부(500)는 연결부재(30)의 하부에 형성된다.The
여기서, 각각의 손가락부(100, 200, 300, 400, 500)는 설치 위치와 각 구성의 길이가 약간 상이할 뿐, 동일한 구성으로 이루어지는 바, 아래에서는 소지 손가락부(100)의 구성으로 설명한다.Here, each of the
소지 손가락부(100)는 부착부(110), 제 1 링크(120), 제 2 링크(130), 지지판(141), 이동 부재(150) 및 모터(160)를 포함한다.The
상기 부착부(110)는 사용자(환자)의 소지 손가락에 맞닿아 부착되는 것으로, 제 1 링크(120)의 회전 운동을 사용자의 손가락에 전달한다.The
상기 사용자는 손가락 단부에 밴드(미도시) 또는 장갑(미도시)을 끼고 있으며, 상기 밴드 또는 장갑에는 자성을 띄는 자석 또는 철판이 형성되어 있다.The user wears a band (not shown) or glove (not shown) at the end of the finger, and the band or glove has a magnetic or iron plate formed thereon.
또한, 이에 대응되도록 부착부(110)에는 자석, 철판 또는 전자석이 형성되어 사용자의 손가락이 부착된다.In addition, a magnet, an iron plate, or an electromagnet is formed on the attaching
상기 제 1 링크(120)는 타단이 부착부(110)의 후단에 연결되어 있으며, 일단(122)은 모터(160)에 간접적을 연결되어 있다.The other end of the
이러한 제 1 링크(120)는 부착부(110)의 위치가 회전 변경되도록, 모터(160)의 운동에너지를 회전 운동으로 변경한다.The
이에 따라, 부착부(110)에 부착된 손가락의 단부는 함께 회전 운동하여, 사용자의 손가락이 접혀질 수 있다.As a result, the end portions of the fingers attached to the
여기서, 도 4를 참조하면, 연결부재(30)의 상부에 형성된 손가락부 중 일 예를 들어 소지 손가락부(100)와 엄지 손가락부(500) 각각이 사이로 서로 맞닿도록 회전함을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 4, it can be seen that one of the fingers formed on the upper portion of the connecting
이로써, 사용자의 소지 손가락과 엄지 손가락은 서로 맞닿을 수 있고, 핀치 동작에 대한 재활 훈련이 가능하다.This allows the user's thumb and forefinger to touch each other and rehabilitate the pinch operation.
상기 제 2 링크(130)는 연결 부재(30)에 결합되는 지지판(141)의 상부에 연장된 고정핀(140)에 일단(131)이 회동 가능하도록 고정되며, 타단은 제 1 링크(120)의 대략 중심에 연결되어, 제 1 링크(120)의 회전 반경을 조절한다.One
즉, 제 2 링크(130)의 길이 또는 제 1 링크(120)와의 연결 영역(121)을 조절하여, 제 1 링크(120)의 회전 반경을 적절히 조절 가능하다.That is, the length of the
상기 이동 부재(150)는 상기 지지판(141)에서 일측으로 연장 형성된 모터 고정부(151)의 상부에서 전진 또는 후진 운동을 한다.The moving
상기 모터 고정부(151)의 일단 및 타단에는 제 1, 2 이동 마감판(152, 153)이 형성되고, 제 2 이동 마감판(153)과 일측으로 이격된 영역에 모터 고정판(154)이 형성된다.First and second moving finishing
여기서, 상기 모터 고정부(151)는 상기 지지판(141)에서 소정 각도 절곡되어 일측으로 연장됨으로써, 제 1 링크(120)의 회전 반경을 조절할 수 있다.Here, the
또한, 상기 제 1 이동 마감판(152)과 2 이동 마감판(153)에는 이들을 연결하는 안내축(155)이 형성되어, 이동 부재(150)의 이동을 안내할 수 있다.The first moving
여기서, 상기 이동 부재(150)는 모터 고정판(154)에 고정된 모터(160)의 회전축(162)에 연결되어 있어, 상기 회전축(162)의 회전에 따라 전진 또는 후진할 수 있다.The moving
상기 모터(160)는 케이블(163) 및 단자(164)를 통해 제어부(미도시)에 접속될 수 있으며, 제어부의 신호에 따라 정방향 또는 역방향으로 회전할 수 있다.The
또한, 제어부의 입력에 따라 상기 모터(160)의 회전 속도는 제어될 수 있다.In addition, the rotational speed of the
즉, 상기 모터(160)의 회전에 의해, 체결부(161)를 통한 회전축(162)이 회전하고, 회전축(162)의 회전에 의해, 이동 부재(150)가 전진 또는 후진 운동한다.That is, the rotation of the
또한, 이동 부재(150)에 연결된 제 1 링크(120)가 회전 운동하게 되고, 부착부(110)에 부착된 사용자의 손가락이 접힘 재활 운동을 할 수 있게 된다.In addition, the
이를 통해, 상술한 바와 같이 본원 발명은 손목 재활과 손가락 재활을 동시에 실행하는 것이 가능하다.As described above, according to the present invention, it is possible to simultaneously perform the wrist rehabilitation and the finger rehabilitation.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 손 및 손목 재활 로봇을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be applied to a hand and wrist rehabilitation robot according to the present invention. It will be understood by those of ordinary skill in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention.
20, 30: 지지부
100, 200, 300, 400, 500: 손가락부
1000: 손 재활 로봇20, 30:
100, 200, 300, 400, 500:
1000: Hand rehabilitation robot
Claims (11)
지면에서 상부로 형성된 지지축;
상기 지지축에서 일측으로 연장되며 소정 높이에 형성된 받침대;
상기 지지축의 상단에 연결된 고정판;
상기 고정판에 고정된 모터부; 및
상기 모터부에 연결되어 회전하며, 상기 고정판과 상기 받침대 사이에 위치한 손거치부; 를 포함하되,
상기 손거치부는 손 재활 로봇을 포함하고,
상기 손 재활 로봇은
지지부; 및
상기 지지부에 연결되어 지지되며, 상기 사용자의 손가락에 대응되는 손가락부를 포함하고,
상기 손가락부는
상기 지지부에 연결된 지지판;
상기 지지판에서 일측으로 연장된 모터 고정부;
상기 모터 고정부의 일단에 고정되며, 타측으로 연장된 회전축을 갖는 모터;
상기 모터의 회전축에 연결되어, 상기 회전축의 길이 방향으로 전진 및 후진하는 이동 부재;
일단이 상기 이동 부재에 연결되며, 상기 이동 부재의 전진 및 후진에 따라 회전 운동하는 제 1 링크;
일단이 상기 지지판에 고정되고, 타단이 상기 제 1 링크에 연결되어 회전 운동하며, 상기 제 1 링크의 회전 반경을 조절하는 제 2 링크; 및
상기 제 1 링크의 타단에 연결되며, 상기 사용자의 손가락 단부가 부착되는 부착부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 손 및 손목 재활 로봇.
A hand and a wrist rehabilitation robot for rehabilitating by moving a user's hand,
A support shaft formed at an upper portion of the paper;
A pedestal extending from the support shaft to one side and formed at a predetermined height;
A fixing plate connected to an upper end of the support shaft;
A motor unit fixed to the fixing plate; And
A hand-held unit connected to the motor unit and rotated between the fixed plate and the pedestal; , ≪ / RTI &
Wherein the hand resting portion includes a hand rehabilitation robot,
The hand rehabilitation robot
A support; And
And a finger portion connected to and supported by the support portion and corresponding to the finger of the user,
The finger
A support plate connected to the support;
A motor fixing part extending from the support plate to one side;
A motor fixed to one end of the motor fixing portion and having a rotation axis extending to the other side;
A moving member connected to a rotating shaft of the motor and moving forward and backward in the longitudinal direction of the rotating shaft;
A first link connected at one end to the moving member and rotating in accordance with the advancing and retreating of the moving member;
A second link fixed at one end to the support plate and connected at the other end to the first link to rotate, and to adjust a turning radius of the first link; And
An attachment portion connected to the other end of the first link and to which a finger end of the user is attached; Wherein the hand and wrist rehabilitation robot comprises:
상기 고정판은 세 모서리를 포함하고,
상기 모터부는 상기 고정판의 세 모서리에 각각 고정된 제 1 모터부, 제 2 모터부 및 제 3 모터부를 포함하는 것을 특징으로 하는 손 및 손목 재활 로봇.
The method according to claim 1,
Wherein the fixing plate includes three corners,
Wherein the motor unit includes a first motor unit, a second motor unit, and a third motor unit that are respectively fixed to three corners of the fixing plate.
상기 제 1 모터부, 제 2 모터부 및 제 3 모터부의 회전각은 제한되어 정방향 또는 역방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 손 및 손목 재활 로봇.
3. The method of claim 2,
Wherein the rotation angle of the first motor unit, the second motor unit, and the third motor unit is limited and rotates in the forward direction or the reverse direction.
상기 손거치부는 손잡이를 포함하는 것을 특징으로 하는 손 및 손목 재활 로봇.
The method according to claim 1,
Wherein the hand resting portion includes a handle.
상기 사용자의 손가락 단부에는 자석 또는 철판을 포함하는 밴드가 부착되고,
상기 부착부에는 자석, 철판 또는 전자석이 형성되고,
상기 사용자의 손가락 단부와 상기 부착부는 자력을 통해 부착되는 것을 특징으로 하는 손 및 손목 재활 로봇.
The method according to claim 1,
A band including a magnet or an iron plate is attached to the end of the finger of the user,
A magnet, an iron plate, or an electromagnet is formed on the attachment portion,
Wherein the finger end of the user and the attachment portion are attached through a magnetic force.
상기 손가락부는
소지 손가락부, 약지 손가락부, 중지 손가락부, 검지 손가락부 및 엄지 손가락부로 구성되고,
상기 소지 손가락부, 약지 손가락부, 중지 손가락부 및 검지 손가락부는 상기 지지부의 상부에 설치되고,
상기 엄지 손가락부는 상기 지지부의 하부에 설치되는 것을 특징으로 하는 손 및 손목 재활 로봇.
8. The method of claim 7,
The finger
A thumb finger portion, a finger finger portion, a stop finger portion, an index finger portion and a thumb finger portion,
Wherein said base finger, said ring finger, stop finger, and index finger are provided on said support,
And the thumb portion is installed at a lower portion of the support portion.
상기 소지 손가락부, 약지 손가락부, 중지 손가락부 또는 검지 손가락부 각각에 부착된 사용자의 소지 손가락, 약지 손가락, 중지 손가락 또는 검지 손가락은
상기 엄지 손가락부에 부착된 사용자의 엄지 손가락과 서로 굽혀져 핀치 동작을 수행하는 것을 특징으로 하는 손 및 손목 재활 로봇.
9. The method of claim 8,
A finger, a finger, a stop finger or a index finger of a user attached to each of the above-mentioned hold finger, the finger, the stop finger or the index finger,
And a pinch operation is performed by bending the thumb with the thumb attached to the thumb.
상기 모터 고정부는 상기 지지판에서 소정 각도 절곡되어 일측으로 연장된 것을 특징으로 하는 손 및 손목 재활 로봇.
The method according to claim 1,
Wherein the motor fixing portion is bent at a predetermined angle from the support plate and extended to one side.
상기 모터의 회전축과 상기 모터 고정부 사이에 형성되어, 상기 이동 부재의 이동을 안내하는 안내축을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손 및 손목 재활 로봇.
11. The method of claim 10,
Further comprising a guide shaft formed between the rotation shaft of the motor and the motor fixing portion for guiding the movement of the moving member.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020160161593A KR101849478B1 (en) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | ROBOT FOR HAND and WRIST REHABILITATION |
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| KR1020160161593A KR101849478B1 (en) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | ROBOT FOR HAND and WRIST REHABILITATION |
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| KR101849478B1 true KR101849478B1 (en) | 2018-06-01 |
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| KR1020160161593A KR101849478B1 (en) | 2016-11-30 | 2016-11-30 | ROBOT FOR HAND and WRIST REHABILITATION |
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