KR101603162B1 - 모터에 의하여 하중을 보상하는 상지 보조 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사용자의 팔의 무게를 받쳐 줌으로써 작은 힘으로도 쉽게 팔을 움직일 수 있도록 하는 상지 보조 장치를 개시한다. 본 발명에 따른 상지 보조 장치는, 수평 병진운동이 가능하도록 2절 이상의 링크를 포함하는 수평링크; 상기 수평링크의 일단에 결합된 지지프레임; 상기 지지프레임에 의해 지지되는 회전축에 상하 회전운동 하도록 결합된 회전링크; 하중보상을 위하여 상기 지지프레임과 상기 회전링크의 사이에 설치되는 탄성수단; 상기 회전링크를 회전시키는 회전구동수단; 상기 회전링크의 기울기를 검출하는 기울기확인수단; 상기 회전링크의 기울기에 따라 설정된 목표 하중보상을 구현하기 위하여 상기 회전구동수단을 제어하는 제어수단; 상기 회전링크의 상단에 결합되어 사람의 팔을 받치는 팔받침부를 포함한다.
본 발명에 따르면 모터를 사용하여 스프링에 의한 보상하중 이외의 힘을 발생시킴으로써 사용자의 자세가 변하더라도 일정한 하중보상이 가능하고 더 작은 힘으로도 팔을 움직일 수 있게 된다. 따라서 팔의 근력이 약해서 종래의 수동형 상지 보조기구를 사용하지 못하던 환자나 노약자들도 쉽게 팔을 움직일 수 있게 된다.

Description

모터에 의하여 하중을 보상하는 상지 보조 장치{Apparatus for supporting upper limbs compensating load by motor}

본 발명은 팔을 움직이기 힘든 사람의 팔을 지지하여 작은 힘으로도 움직일 수 있도록 도와주는 상지 보조 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 스프링과 모터를 함께 사용하여 팔의 하중을 보상해 줌으로써 작은 힘의 변화만으로도 기구를 자연스럽게 움직일 수 있도록 하는 상지 보조 장치에 관한 것이다.

상지 보조 장치는 팔을 자력으로 움직이기 어려울 정도로 근력이 약한 환자, 장애인, 노약자 등의 팔 움직임을 도와주는 장치로서, 팔을 받치는 기구를 사용하여 사용자의 팔을 가볍게 해줌으로써 본인의 의지로 팔을 자유롭게 움직일 수 있도록 보조한다.

종래의 상지 보조 장치에는 스프링과 링크기구를 이용하여 팔의 하중을 보상하는 유형과 특허문헌 1과 같이 모터를 사용하는 유형이 있다.

그런데 스프링을 사용하는 보조장치는 사용자의 자세에 따라 대략적인 힘을 보상해 주기는 하지만, 스프링만으로 사용자가 팔이 움직이는 동안 정확한 크기로 힘을 보상하는 데는 어려움이 있다.

또한 모터를 사용하는 보조장치는, 사용자의 신체 조건에 따라 그 위치를 별도로 제어해야 하는데, 수시로 변화하는 사용자 팔의 자세를 고려하여 정확하게 제어하기 어렵기 때문에 움직임이 부자연스럽거나 사용자가 사용에 부담을 느끼게 되는 단점이 있다.

한국등록특허 제10-1227861호(2013.01.31 공고)

본 발명은 이러한 문제를 해결하기 위한 것으로서, 사용자의 팔을 들어주는 기구에 스프링과 모터를 함께 사용하고, 모터제어를 통해 사용자의 자세에 따라 실시간으로 정확한 하중보상을 해줌으로써 사용자가 항상 작고 일정한 힘으로 팔을 움직일 수 있도록 도와주는데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 양상은, 수평 병진운동이 가능하도록 2절 이상의 링크를 포함하는 수평링크; 상기 수평링크의 일단에 결합된 지지프레임; 상기 지지프레임에 의해 지지되는 회전축에 상하 회전운동 하도록 결합된 회전링크; 하중보상을 위하여 상기 지지프레임과 상기 회전링크의 사이에 설치되는 탄성수단; 상기 회전링크를 회전시키는 회전구동수단; 상기 회전링크의 기울기를 검출하는 기울기확인수단; 상기 회전링크의 기울기에 따라 설정된 목표 하중보상을 구현하기 위하여 상기 회전구동수단을 제어하는 제어수단; 상기 회전링크의 상단에 결합되어 사람의 팔을 받치는 팔받침부를 포함하며, 사용자의 팔의 무게를 받쳐 줌으로써 작은 힘으로도 쉽게 팔을 움직일 수 있도록 하는 상지 보조 장치를 개시한다.

본 발명의 일 양상에 따른 상지 보조 장치에서, 상기 수평링크의 타단에는 의자, 책상, 휠체어 등에 고정할 수 있는 클램프가 결합된 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 상지 보조 장치에서, 상기 회전링크의 하단에는 하중 보상을 위한 추가 장착되며, 상기 추의 무게를 조절하여 동작 특성을 변경할 수 있는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 상지 보조 장치는, 상기 탄성수단의 탄성계수를 조절하여 동작 특성을 변경할 수 있는 계수조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 상지 보조 장치에서, 상기 수평링크를 구성하는 각 링크의 회전축에는 탄성수단, 댐핑수단 또는 마찰수단이 포함되고, 상기 탄성수단, 댐핑수단 또는 마찰수단의 탄성계수, 댐핑계수 또는 마찰계수를 조절할 수 있는 계수조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한 본 발명의 일 양상에 따른 상지 보조 장치는, 휴대용 전자기기에서 송출된 제어신호를 수신하는 수신수단; 상기 수신수단을 통해 수신된 상기 제어신호에 따라 상기 계수조절수단을 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따르면 모터를 사용하여 스프링에 의한 보상하중 이외의 힘을 발생시킴으로써 사용자의 자세가 변하더라도 일정한 하중보상이 가능하고 더 작은 힘으로도 팔을 움직일 수 있게 된다. 따라서 팔의 근력이 약해서 종래의 수동형 상지 보조기구를 사용하지 못하던 환자나 노약자들도 쉽게 팔을 움직일 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 상지 보조 장치의 사시도
도 2는 스프링과 회전링크의 연결구성을 나타낸 도면
도 3은 모터와 회전링크의 연결구성을 나타낸 도면
도 4는 와이어의 연결구성을 예시한 도면
도 5는 스프링에 의한 하중보상원리를 나타낸 도면
도 6a는 이상적인 스프링 기구를 사용했을 때 팔에 의해 발생하는 힘(_Tarm)과 스프링에 의해 발생하는 힘(T_spring)을 대비한 그래프
도 6b는 실제 스프링 기구를 사용했을 때 팔에 의해 발생하는 힘(_Tarm)과 스프링에 의해 발생하는 힘(T_spring)을 대비한 그래프
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 모터 제어 계통을 예시한 도면
도 8은 클램프의 사시도
도 9는 수평링크의 사시도
도 10은 팔받침부의 사시도

이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 상지 보조 장치(100)를 나타낸 사시도이고, 도 2는 스프링(180)과 회전링크(140)의 연결구성을 나타낸 도면이고, 도 3은 모터(170)와 회전링크(140)의 연결구성을 나타낸 도면이다.

도면에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 상지 보조 장치(100)는 의자, 책상, 휠체어 등에 고정할 수 있는 클램프(110), 일단이 클램프(110)에 결합된 수평링크(120), 수평링크(120)의 타단에 결합된 지지프레임(130), 축지지부(132)에 의해 지지프레임(130)에 장착된 수평방향의 회전축(150), 상기 회전축(150)에 회전 가능하게 결합된 회전링크(140), 사용자가 팔을 올려 놓는 부분으로서 회전링크(140)의 상단에 장착된 팔받침부(160)를 포함한다.

회전축(150)은 회전링크(140)의 상단과 하단 사이에 결합되고, 따라서 회전링크(140)의 상단에 장착된 팔받침부(160)는 회전축(150)을 중심으로 상하 회전운동을 하게 된다.

회전링크(140)에 걸리는 하중을 보상하기 위하여 회전링크(140)와 지지프레임(130)의 사이에는 스프링(180)이 설치된다. 스프링(180)의 일단은 회전축(150)을 중심으로 회전링크(140)의 하단쪽에, 구체적으로는 후술하는 종동풀리(172)의 일측에 형성된 제1연결부(182)에 결합되고 스프링(180)의 타단은 축지지부(132) 또는 메인프레임(130)에 형성된 제2연결부(184)에 결합된다.

따라서 도 2에 나타낸 바와 같이, 팔받침부(160)에 하중이 가해져 회전링크(140)의 상단이 하강하면 회전링크(140)의 하단은 상승하게 되고, 이때 회전링크(140)의 하단 부근에 연결된 스프링(180)이 늘어나면서 반대쪽으로 움직이는 힘이 증가하게 되어 팔받침부(160)에 가해지는 팔의 하중을 보상하게 된다.

또한 스프링(180)의 일단은 회전링크(140)에 결합되고 타단은 메인프레임(130)에 대해 고정되므로 스프링(180)에 의해 발생하는 반발력은 회전링크(140)의 기울기에 따라 변하게 된다.

본 발명의 실시예에서는 코일형태의 스프링(180)을 사용하였으나, 스프링(180)의 종류가 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 다른 종류의 탄성수단으로 대체될 수도 있다.

한편 본 발명의 일 실시예에 따른 상지 보조 장치(100)는 스프링(180)을 통한 대략적인 하중보상을 보완하여 보다 정확한 하중보상이 가능하도록 하기 위하여 모터(170)를 함께 사용하는 점에 특징이 있다.

모터(170)는 지지프레임(130)에 의해 지지되고, 동력전달수단을 통해 회전링크(140)를 회전축(150)을 중심으로 회전시킨다. 동력전달수단은, 지지프레임(130)에 장착되어 모터(170)의 구동축에 연결된 구동풀리(171), 회전링크(140)의 하단에 결합된 종동풀리(172), 구동풀리(171)와 종동풀리(172)에 감긴 와이어(도 4의 W)를 포함한다.

종동풀리(172)는 원호형상의 풀리면을 구비하며, 풀리면을 구성하는 원호의 길이는 회전링크(140)의 회전범위를 고려하여 적절히 결정될 수 있다. 종동풀리(172)의 풀리면의 회전중심축은 회전축(150)인 것이 바람직하다. 그러나 반드시 이에 한정되는 것은 아니며 회전중심축이 회전축(150)과 일치하지 않을 수도 있으며, 이 경우 종동풀리(172)의 회전중심축이 회전축(150)과 평행한 것이 바람직하다. 또한 구동풀리(171)와 종동풀리(172)의 회전중심축은 평행한 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니며 서로 평행하지 않을 수도 있다.

도 4는 구동풀리(171)와 종동풀리(172)에 와이어(W)가 감긴 형태를 나타낸 것으로서, 와이어(W)는 일단과 타단이 각각 구동풀리(171)와 종동풀리(172)에 고정된 상태에서 구동풀리(171)와 종동풀리(172)의 사이를 교차하는 방향으로 감기는 것이 바람직하다.

따라서 도 3에 나타낸 바와 같이, 사용자 팔의 하중에 의해 회전링크(140)의 상단이 회전축(150)을 중심으로 회전하면서 하강하면, 회전링크(140)의 하단에 구비된 종동풀리(172)는 상승하게 되고, 이때 모터(170)는 종동풀리(172)를 내리는 방향으로 회전하여 힘을 발생시킴으로써 팔받침부(160)에 가해지는 팔의 하중을 보상하게 된다.

다만, 모터(170)와 회전링크(140) 사이의 동력전달수단이 반드시 전술한 구성으로 한정되는 것은 아니다. 따라서 풀리, 와이어를 대신하여 기어, 체인, 벨트 등과 같은 다른 종류의 동력전달수단이 사용될 수도 있다. 또한 모터(170)의 종류도 특별히 한정되지 않는다.

이와 같이 스프링(180)과 모터(170)를 함께 사용하면 스프링(180)만 사용하는 경우보다 보상하는 힘이 커질 뿐 아니라, 모터(170)가 적절히 힘을 더하거나 상쇄함으로써 스프링(180)에 의한 비선형적인 하중 보상을 보완하여 더욱 정밀한 하중보상이 가능해진다.

이하에서는 도 5의 기하학적 관계도를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 하중보상 원리를 보다 구체적으로 설명한다.

먼저 회전링크(140)의 끝에 팔이 올려졌을 때 회전축(150)에 가해지는 회전력( T _arm )은 아래 수학식 1 로 구할 수 있다.

여기서 W _arm 은 팔받침부(160)에 가해지는 힘을 나타내고, a 는 회전축(140)과 팔받침부(160)의 힘작용점 사이의 거리이고, θ 는 수평면에 대한 회전링크(140)의 기울기이다.

또한 회전링크(140)의 회전에 의해 스프링(180)이 발생시키는 반대방향의 회전력( T _spring )은 아래 수학식 2로 구할 수 있다.

여기서 F _spring 은 스프링(180)이 발생시키는 힘이고, e 는 회전축(150)의 중심과 스프링(180)의 최단거리를 나타낸다.

F _spring 은 다음의 수학식 3으로 구할 수 있다.

여기서 k _spring 은 탄성계수, d-d _o 는 스프링(180)이 늘어난 길이를 나타낸다. 따라서 스프링(180)이 발생시키는 힘( F _spring )은 스프링(180)의 늘어난 길이만큼 점차 커지게 된다.

또한 e 는 다음의 수학식 4를 통해 구할 수 있다.

이러한 과정을 거쳐 구해진 팔의 하중에 의한 회전력( T _arm )과 스프링(180)에 의한 반대방향의 회전력( T _spring )은 도 6a의 그래프로 나타낼 수 있으며, 이를 통해 회전링크(140)의 기울기( θ )에 관계없이 스프링(180)이 팔의 하중에 의한 회전력( T _arm )을 일정하게 보상하고 있음을 알 수 있다.

그런데 도 6a의 그래프는 이상적인 스프링(180)을 사용하는 경우를 가정하고 계산된 것인 반면에, 실제 스프링(180)은 길이 변형율이 200% 정도이고, 스프링(180)을 어떤 위치에 어떤 자세로 설치하느냐에 따라 회전링크(140)의 기울기( θ )에 따른 스프링(180)의 반발력은 초기값, 최대값, 최대값의 위치 등이 달라지며 일정하게 유지되지 않는다. 또한 팔의 하중에 의해 발생하는 힘과 스프링(180)에 의해 발생하는 힘은 일정한 패턴을 가지지 않는다.

이러한 이유로 실제 스프링(180)을 사용하는 경우는 도 6b에 나타낸 바와 같이, 스프링(180)에 의한 회전력( T _spring )이 팔의 하중에 의한 회전력( T _arm )에 대해 일정한 차이를 보이지 않고 회전링크(140)의 기울기( θ )에 따라 그 차이가 작거나 커지게 된다. 따라서 사용자는 동작 범위 일부에서는 팔의 무게를 적게 느끼게 되고, 다른 범위에서는 팔의 무게를 많이 느끼게 되어 동작의 부자연스럽고 불편을 느끼게 된다.

본 발명의 실시예에서는 이러한 스프링(180)의 비선형적인 하중보상을 보완하기 위해 모터(170)를 사용하여 실시간으로 추가적인 하중보상을 제공한다.

즉, 도 6a와 도 6b의 그래프를 대비하면, 회전링크(140)의 기울기( θ )에 따라 실제 스프링(180)이 발휘하는 힘과 이상적인 스프링이 발휘하는 힘의 차이를 알 수 있으므로 그 차이만큼의 힘을 모터(170)를 통해 추가로 제공하거나 상쇄시킬 수 있다.

이를 위해서는 회전링크(140)의 기울기( θ )를 실시간으로 확인할 수 있어야 하므로 도 7의 제어계통도에 예시한 바와 같이 기울기확인수단(194)을 통해 회전링크(140)의 기울기를 실시간으로 확인하고, 이를 기반으로 제어수단(192)이 모터(170)를 실시간으로 제어해야 한다. 도 7에 표시된 저장수단(196)에는 회전링크(140)의 기울기( θ )에 따른 스프링(180)의 실제 하중보상치와 목표 하중보상치에 대한 정보가 저장되고, 제어수단(192)은 스프링(180)의 실제 하중보상치와 목표 하중보상치의 차이만큼 힘을 발휘하도록 모터(170)를 제어한다.

기울기확인수단(194)은 회전축(150)이나 회전링크(140)의 주변에 설치된 회전각센서일 수 있다. 또한 회전링크(140)가 회전하면 모터(170)의 구동축도 회전하므로 모터(170)에 장착된 엔코더값을 통해 기울기를 확인할 수도 있고, 기타 다른 간접적인 방법으로 회전링크(140)의 기울기를 확인할 수도 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따른 상지 보조장치를 사용하면, 스프링(180)의 하중보상이 부족할 경우 부족한 부분을 모터(170)가 추가로 부담하고, 스프링(180)의 하중보상이 목표값을 초과하면 모터(170)가 스프링(180)의 힘을 일부 상쇄시킴으로써 사용자는 약간의 힘을 변화시키는 것만으로 팔을 자연스럽게 움직일 수 있게 된다.

한편 도 8 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 상지 보조장치(100)의 클램프(110), 수평링크(120) 및 팔받침부(160)를 각각 나타낸 것이다.

클램프(110)는 의자, 책상, 휠체어 등에 본 발명의 실시예에 따른 상지 보조장치(100)를 고정시키는 것으로서, 도 8에 나타낸 바와 같이, 상부판(111)과 하부판(112)의 사이에서 승강할 수 있게 설치된 가동판(114)을 포함하며, 조절레버(116)를 이용하여 가동판(114)을 승강시킨다. 따라서 팔이 불편한 사용자는 휠체어나 책상 등에 본 발명에 따른 상지 보조장치(100)를 설치함으로써 팔에 작은 힘을 주는 것만으로도 쉽게 팔을 움직일 수 있게 된다.

수평링크(120)는 사용자가 팔을 내릴 때 회전링크(140)의 회전축(150)의 위치를 수평 이동시킬 수 있도록 자유도를 제공한다. 본 발명의 실시예에서는 2절 이상의 링크기구를 사용하고 각 링크절에 수직회전축이 구비되어 있어서 기구의 수평병진 운동과 회전운동이 가능하다.

도 9에 나타낸 바와 같이, 수평링크(120)는 클램프(110)에 연결되는 제1링크(123)와 지지프레임(130)에 연결되는 제2링크(125)를 포함하며, 제1 및 제2 링크(123,125)는 각각 수직회전축에 의해 연결링크(121)의 일단과 타단에 회전 가능하게 결합될 수 있다. 다만, 수평링크(120)를 구성하는 링크의 개수가 이에 한정되는 것은 아니다. 링크의 개수가 많을수록 기구를 더욱 쉽게 움직일 수는 있지만 기구의 변형이 누적되어 수평을 유지하기 어렵기 때문에 이를 고려하여 링크개수를 적절히 선택하면 된다.

팔받침부(160)는 사용자의 손목아래에서 팔꿈치 사이를 받치도록 구성되며, 팔꿈치가 닿지 않는 형상으로 가공되는 것이 바람직하다. 도 10에는 사용자 팔뚝이 놓여지는 팔뚝거치대(163)와, 손목이 놓여지는 손목거치대(165)와, 사용자의 팔의 바깥쪽에서 팔뚝거치대(163)와 손목거치대(165)를 연결하는 연결부를 포함하는 것으로 나타내었으나, 팔받침부(160)의 형상이 이에 한정되는 것은 아니다.

팔받침부(160)는 회전링크(140)의 상단에 결합되며, 팔받침부(160)의 결합각도를 조절할 수 있도록 1자유도 이상의 회전조인트를 통해 결합되는 것이 바람직하다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 전술한 실시예에 한정되지 않고 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있다.

첫째, 본 발명의 실시예에 따른 상지 보조 장치(100)는 클램프(110)가 생략될 수도 있다, 의자, 책상, 휠체어 등의 프레임에 수평링크(120)를 직접 장착하는 것도 가능하기 때문이다.

둘째, 이상에서는 스프링(180)이 지지프레임(130)과 회전링크(140)의 사이에 고정되어 일정한 탄성계수를 발휘하는 것으로 설명하였으나 스프링(180)의 탄성계수를 조절하는 수단을 부가하여 동작특성을 변경할 수 있도록 구성할 수도 있다.

일 예로서, 스프링(180)의 탄성계수는 스프링(180)이 연결되는 제1연결부(182) 또는 제2연결부(184)를 다수 개 형성하여 연결위치를 변경시키는 방식으로 조절할 수 있다.

다른 예로서, 스프링(180)이 연결되는 제1연결부(182) 또는 제2연결부(184)를 모터나 실린더 등으로 이동할 수 있도록 설치하고 해당 연결부의 위치를 이동시키는 방식으로 스프링(180)의 탄성계수를 조절할 수도 있다. 이와 같이 스프링(180)의 연결위치를 모터 등으로 이동시키는 경우에는 사용자가 조작하는 조작패널에 조절버튼을 구성하여 사용자가 스프링(180)의 탄성계수를 조절하도록 할 수 있다.

또한 스마트폰 등과 같은 휴대용 전자기기에 설치된 제어프로그램을 통해 사용자가 탄성계수 조절명령을 입력하면, 해당 제어신호를 상지보조장치(100)에 구비된 수신장치에서 수신하여 제어수단을 통해 스프링(180)의 연결위치를 이동시키는 방식으로 탄성계수를 조절할 수도 있다.

셋째, 스프링(180)을 연결하는 제1연결부(182)에 추를 추가로 장착하여 추의 무게를 조절하여 동작특성을 변경하도록 구성할 수도 있다.

넷째, 수평링크(120)를 구성하는 제1 및 제2 링크(123,125)는 각각 연결링크(121)에 대해 자유회전하도록 설치될 수도 있고, 각 회전축에 탄성수단, 댐핑수단, 마찰수단 등을 선택적으로 장착하여 탄성계수, 댐핑계수, 마찰계수 등을 조절하여 동작특성을 변경하도록 구성할 수도 있다. 이 경우에도 탄성수단, 댐핑수단, 마찰수단 등의 위치 등을 모터나 실린더를 통해 이동 가능하도록 구성하고, 사용자용 조작패널이나 휴대용 전자기기를 통해 연결위치 등을 변경하여 탄성계수, 댐핑계수, 마찰계수 등을 조절하도록 구성할 수도 있다.

이와 같이 본 발명은 다양한 형태로 변형 또는 수정되어 실시될 수 있으며, 변형 또는 수정된 실시예도 후술하는 특허청구범위에 개시된 본 발명의 기술적 사상을 포함한다면 본 발명의 권리범위에 속함은 물론이다.

100: 상지 보조장치 110: 클램프
111: 상부판 112: 하부판
114: 가동판 116: 조절레버
120: 수평링크 121: 연결링크
123: 제1링크 125: 제2링크
130: 지지프레임 132: 축지지부
140: 회전링크 150: 회전축
160: 팔받침부 163: 팔뚝거치대
165: 손목거치대 170: 모터
171: 구동풀리 172: 종동플리
180: 스프링 182: 제1연결부
184: 제2연결부 192: 제어수단
194: 기울기확인수단 196: 저장수단
W: 와이어

Claims (6)

1. 수평 병진운동이 가능하도록 2절 이상의 링크를 포함하는 수평링크;
   상기 수평링크의 일단에 결합된 지지프레임;
   상기 지지프레임에 의해 지지되는 회전축에 상하 회전운동 하도록 결합된 회전링크;
   하중보상을 위하여 상기 지지프레임과 상기 회전링크의 사이에 설치되는 탄성수단;
   상기 회전링크를 회전시키는 회전구동수단;
   상기 회전링크의 기울기를 검출하는 기울기확인수단;
   상기 회전링크의 기울기에 따라 설정된 목표 하중보상을 구현하기 위하여 상기 회전구동수단을 제어하는 제어수단;
   상기 회전링크의 상단에 결합되어 사람의 팔을 받치는 팔받침부
   를 포함하며, 사용자의 팔의 무게를 받쳐 줌으로써 작은 힘으로도 쉽게 팔을 움직일 수 있도록 하는 상지 보조 장치
2. 제1항에 있어서,
   상기 수평링크의 타단에는 의자, 책상, 휠체어 등에 고정할 수 있는 클램프가 결합된 것을 특징으로 하는 상지 보조 장치
3. 제1항에 있어서,
   상기 회전링크의 하단에는 하중 보상을 위한 추가 장착되며, 상기 추의 무게를 조절하여 동작 특성을 변경할 수 있는 것을 특징으로 하는 상지 보조 장치
4. 제1항에 있어서,
   상기 탄성수단의 탄성계수를 조절하여 동작 특성을 변경할 수 있는 계수조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 보조 장치
5. 제1항에 있어서,
   상기 수평링크를 구성하는 각 링크의 회전축에는 탄성수단, 댐핑수단 또는 마찰수단이 포함되고, 상기 탄성수단, 댐핑수단 또는 마찰수단의 탄성계수, 댐핑계수 또는 마찰계수를 조절할 수 있는 계수조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 보조 장치
6. 제4항 또는 제5항에 있어서,
   휴대용 전자기기에서 송출된 제어신호를 수신하는 수신수단;
   상기 수신수단을 통해 수신된 상기 제어신호에 따라 상기 계수조절수단을 제어하는 제어수단
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 보조 장치

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