KR101689079B1 - 손목 관절 재활훈련용 로봇 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 사고나 뇌졸중으로 인해 상지 편마비가 되는 경우 손목 관절의 구축을 방지하기 위해 지속적으로 재활 훈련이 이루어질 수 있도록 하기 위한 손목 관절 재활훈련용 로봇으로서, 일정 간격으로 이격된 상태로 구비되는 한쌍의 지지대(110); 상기 한쌍의 지지대(110) 사이에 일정 간격으로 이격된 상태로 구비되는 가이드레일(120); 상기 가이드레일(120)에 슬라이딩 결합되는 지지테이블(130); 및 상기 지지테이블(130) 상부에 설치되며 손목을 지지하고, 손목의 굽힘/폄운동 또는 손목의 내측회전 또는 외측회전운동이 가능하도록 작동하는 손목운동장치(140);를 포함하고, 상기 손목운동장치(140)는, 손목 굽힘/폄 지원모듈(141)과 상기 손목 굽힘/폄 지원모듈(141) 상부에 상기 지지테이블에 고정된 지지대프레임(142)과 상기 지지대프레임(142) 상부에 장착되는 팔거치대(143) 및 상기 팔거치대(143)와 연결된 상태로 상기 지지대프레임(142) 상부에 장착되되, 상기 팔거치대(143)를 중심으로 일정 각도 회전 가능하도록 설치되는 손목 굽힘/폄 가동부(144)를 포함하며, 상기 지지대프레임(142) 하부에 상기 손목 굽힘/폄 지원모듈(141)이 고정설치되고, 상기 손목 굽힘/폄 지원모듈(141) 내부에는 모터부가 내장되어 이 모터부에 상기 손목 굽힘/폄 가동부(144)가 축결합되는 것을 특징으로 하되, 상기 손목 굽힘/폄 가동부(144) 전단에 수직으로 회전 가능하도록 결합되는 손목 내전/외전 가동부(147)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 손목 관절 재활훈련용 로봇에 관한 것으로, 특히 사고나 뇌졸중으로 인해 상지 편마비가 되는 경우 손목 관절의 구축을 방지하기 위해 지속적으로 재활 훈련이 이루어질 수 있도록 하기 위한 손목 관절 재활훈련용 로봇에 관한 것이다.
일상 생활에서 빈번하게 발생하는 손목 관절 질환을 겪고 있는 환자나 뇌졸증으로 인한 편마비 환자 등은 손목 관절의 동작 범위를 회복하거나 근력 증진을 위해 재활 치료가 필요하다.
통상 대부분의 재활 치료의 경우, 물리치료사 등의 재활 전문가가 일정기간 동안 정기적으로 재활 치료를 돕는 형태였지만 최근 들어 이를 기계적인 메커니즘을 갖는 재활 시스템을 이용해서 대체하려는 연구가 지속되고 있다.
그러나, 종래의 재활 시스템은 대부분 1 자유도의 움직임들로 구성된 시스템으로 여러 가지 동작이 가능한 제품일 경우에도 재활 운동 시 관절별로 단순한 왕복 운동을 하도록 구성되므로, 실제 일상 생활 동작과 유사한 다양한 자유도의 복합 운동이 불가능하여 효율적인 재활 운동이 제공하기 어렵다는 문제점을 갖는 한편, 대부분 미리 설정된 몇 가지 궤적 모드 중 어느 하나를 선택하여 재활 환자에게 일률적인 재활 운동을 제공하기 때문에, 재활 전문가의 재활 치료의 노하우를 반영하지 못하는 문제점이 있다.
아울러, 재활 훈련 중 시스템의 기계적 또는 전기적 오류로 인한 비상 상황이 발생하거나 재활 환자에게 과다한 통증을 유발하는 비상 상황이 발생할 수 있는데, 종래의 재활 시스템은 이러한 비상 상황에 대한 대처가 미흡하여 안전사고의 위험이 크다는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해소시키기 위해 본 발명은 사고나 뇌졸중으로 인해 상지 편마비가 되는 경우 손목 관절의 구축을 방지하기 위해 지속적으로 손목 재활 훈련이 이루어질 수 있도록 하기 위한 손목 관절 재활훈련용 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 손목 관절의 굽힘과 폄, 회내외전의 2 자유도 수동 운동이 가능하도록 하기 위한 손목 관절 재활훈련용 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 손목 관절의 굽힘과 폄 운동을 능동적으로 이루어지도록 하기 위한 손목 관절 재활훈련용 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 토크 센서와 근전도 센서를 연동시킨 운동 영역과 손목 관절의 굽힘과 폄 운동의 힘 및 근력을 측정하여 제공할 수 있도록 하기 위한 손목 관절 재활훈련용 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시 예에 따른 손목 재활훈련용 로봇은 일정 간격으로 이격된 상태로 구비되는 한쌍의 지지대(110); 상기 한쌍의 지지대(110) 사이에 일정 간격으로 이격된 상태로 구비되는 가이드레일(120); 상기 가이드레일(120)에 슬라이딩 결합되는 지지테이블(130); 및 상기 지지테이블(130) 상부에 설치되며 손목을 지지하고, 손목의 굽힘/폄운동 또는 손목의 내측회전 또는 외측회전운동이 가능하도록 작동하는 손목운동장치(140);를 포함하고, 상기 손목운동장치(140)는, 손목 굽힘/폄 지원모듈(141)과 상기 손목 굽힘/폄 지원모듈(141) 상부에 상기 지지테이블에 고정된 지지대프레임(142)과 상기 지지대프레임(142) 상부에 장착되는 팔거치대(143) 및 상기 팔거치대(143)와 연결된 상태로 상기 지지대프레임(142) 상부에 장착되되, 상기 팔거치대(143)를 중심으로 일정 각도 회전 가능하도록 설치되는 손목 굽힘/폄 가동부(144)를 포함하며, 상기 지지대프레임(142) 하부에 상기 손목 굽힘/폄 지원모듈(141)이 고정설치되고, 상기 손목 굽힘/폄 지원모듈(141) 내부에는 모터부가 내장되어 이 모터부에 상기 손목 굽힘/폄 가동부(144)가 축결합되는 것을 특징으로 하되, 상기 손목 굽힘/폄 가동부(144) 전단에 수직으로 회전 가능하도록 결합되는 손목 내전/외전 가동부(147)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 손목 굽힘/폄 가동부(144)에, 손으로 잡을 수 있도록 수직으로 설치되어있는 손잡이(145)와, 상기 팔거치대(143)를 기준으로 수평 운동시 수평 회전각도를 감지하는 리미트 센서(146)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 손목 내전/외전 가동부(147)가, 원통형 손목 내전/외전 구동축(147a)과, 상기 원통형 손목 내전/외전 구동축(147a)에 결합되는 구동축 타이밍 풀리(147b)와, 타이밍 벨트(147c)에 의해 상기 구동축 타이밍 풀리(147b)와 결합되는 모터측 타이밍 풀리(147d)와, 상기 모터측 타이밍 풀리(147d)와 결합되는 모터축(147e)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 구동축 타이밍 풀리(147a)에 결합되며, 손목 내전/외전 운동시 회전각도를 측정하여 출력하는 포텐셔미터 센서(147f)를 더 포함한다.
상기 손목 굽힘/폄 지원모듈(141) 내부에 설치되며, 수동 훈련시 발생되는 토크를 감지하는 토크 센서(148)를 더 포함한다,
사용자의 조작에 따라 수동모드 또는 능동모드 선택신호를 출력하는 모드선택 스위치(150); 상기 모드선택 스위치(150)를 통해 수동모드 선택신호가 입력되면 모터부(190)와 상기 손목 굽힘/폄 가동부(144)가 연결되도록 전자 클러치(170)를 제어하고, 상기 모드선택 스위치(150)를 통해 능동모드 선택신호가 입력되면 모터부(190)와 상기 손목 굽힘/폄 가동부(144)가 연결되지 않도록 전자 클러치(170)를 제어하는 컨트롤러(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 손목 굽힘/폄 가동부(144)에, 손으로 잡을 수 있도록 수직으로 설치되어있는 손잡이(145)와, 상기 팔거치대(143)를 기준으로 수평 운동시 수평 회전각도를 감지하는 리미트 센서(146)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.
상기 손목 내전/외전 가동부(147)가, 원통형 손목 내전/외전 구동축(147a)과, 상기 원통형 손목 내전/외전 구동축(147a)에 결합되는 구동축 타이밍 풀리(147b)와, 타이밍 벨트(147c)에 의해 상기 구동축 타이밍 풀리(147b)와 결합되는 모터측 타이밍 풀리(147d)와, 상기 모터측 타이밍 풀리(147d)와 결합되는 모터축(147e)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 구동축 타이밍 풀리(147a)에 결합되며, 손목 내전/외전 운동시 회전각도를 측정하여 출력하는 포텐셔미터 센서(147f)를 더 포함한다.
상기 손목 굽힘/폄 지원모듈(141) 내부에 설치되며, 수동 훈련시 발생되는 토크를 감지하는 토크 센서(148)를 더 포함한다,
사용자의 조작에 따라 수동모드 또는 능동모드 선택신호를 출력하는 모드선택 스위치(150); 상기 모드선택 스위치(150)를 통해 수동모드 선택신호가 입력되면 모터부(190)와 상기 손목 굽힘/폄 가동부(144)가 연결되도록 전자 클러치(170)를 제어하고, 상기 모드선택 스위치(150)를 통해 능동모드 선택신호가 입력되면 모터부(190)와 상기 손목 굽힘/폄 가동부(144)가 연결되지 않도록 전자 클러치(170)를 제어하는 컨트롤러(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
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본 발명은 사고나 뇌졸중으로 인해 상지 편마비가 되는 경우 손목 관절의 구축을 방지하기 위해 지속적으로 재활 훈련이 이루어질 수 있도록 함으로써, 상지 편마비 증상이 완화되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 손목 관절의 굽힘과 폄, 회내외전의 2 자유도 수동 운동이 가능하도록 함으로써, 상지 편마비 증상이 좀 더 빠른 시간 내에 재활되도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 손목 관절의 굽힘과 폄 운동을 능동적으로 이루어지도록 함으로써, 환자가 자신의 의지대로 재활운동을 수행할 수 있도록 서비스한다.
또한, 본 발명은 토크 센서와 근전도 센서를 연동시킨 운동 영역과 관절의 굽힘과 폄 운동의 힘 및 근력을 측정하여 제공할 수 있도록 함으로써, 환자 자신이나, 재활치료사가 환자의 운동량을 확인할 수 있도록 하고, 무리한 재활운동을 방지할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 손목 관절 재활훈련용 로봇을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 일부 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 적용된 손목 굽힘/폄 가동부의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 적용된 손목 내전/외전 가동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 손목 내전/외전 가동부의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 적용된 토크 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 손목 관절 재활훈련용 로봇의 회로적 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 적용된 전자클러치 및 전자브레이크를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 도 1의 일부 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 적용된 손목 굽힘/폄 가동부의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 도 1에 적용된 손목 내전/외전 가동부를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 3의 손목 내전/외전 가동부의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 적용된 토크 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 손목 관절 재활훈련용 로봇의 회로적 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명에 적용된 전자클러치 및 전자브레이크를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적 용어는 본 발명에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 발명에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 발명에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다. 본 발명에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 발명에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계를 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 손목 관절 재활훈련용 로봇을 설명하기 위한 도면이다. 도 2는 도 1의 일부 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명이 적용된 손목 재활용 로봇은 일정 간격으로 이격된 상태로 구비되는 한쌍의 지지대(110); 한쌍의 지지대(110) 사이에 일정 간격으로 이격된 상태로 구비되는 가이드레일(120); 가이드레일(120)에 슬라이딩 결합되는 지지테이블(130); 및 지지테이블(130) 상부에 설치되며, 손목을 지지하고, 손목의 굽힘/폄운동 또는 손목의 내측회전 또는 외측회전운동이 가능하도록 작동하는 손목운동장치(140)와, 지지테이블(130)에 마련되어, 사용자의 작동에 따라 지지테이블(130)이 높아지거나, 반대로 낮아지도록 하여, 사용자의 앉은 키에 따라 지지테이블(130)의 높이가 달라지도록 하는 높이조절부(195)로 이루어진다.
도 3은 도 1에 적용된 손목 굽힘/폄 가동부를 설명하기 위한 도면이다. 도 6는 본 발명에 적용된 토크 센서를 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이 손목운동장치(140)가, 손목 굽힘/폄 지원모듈(141)과, 손목 굽힘/폄 지원모듈(141) 상부에 일정 각도로 회전 가능하도록 결합되는 지지대프레임(142)과, 지지대프레임(142) 상부에 장착되는 팔거치대(143)와, 팔거치대(143)와 연결된 상태로 지지대프레임(142) 상부에 장착되되, 팔거치대(143)를 중심으로 일정 각도 회전 가능하도록 설치되는 손목 굽힘/폄 가동부(144)와, 손으로 잡을 수 있도록 수직으로 설치되어있는 손잡이(145)와, 팔거치대(143)를 기준으로 수평 운동시 수평 회전각도를 감지하는 리미트 센서(도 3의 146 참조)와, 손목 굽힘/폄 가동부(144) 전단에 수직으로 회전 가능하도록 결합되는 손목 내전/외전 가동부(147)와, 손목 굽힘/폄 지원모듈(141) 내부에 설치되며, 수동 훈련시 발생되는 토크를 감지하는 토크 센서(148)로 이루어진다.
도 4는 도 1에 적용된 손목 내전/외전 가동부를 설명하기 위한 도면이다. 도 5는 도 3의 손목 내전/외전 가동부의 작동상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 손목 내전/외전 가동부(147)가 원통형 손목 내전/외전 구동축(147a)과, 원통형 손목 내전/외전 구동축(147a)에 결합되는 구동축 타이밍 풀리(147b)와, 타이밍 벨트(147c)에 의해 구동축 타이밍 풀리(147b)와 결합되는 모터측 타이밍 풀리(147d)와, 모터측 타이밍 풀리(147d)와 결합되는 모터축(147e)과, 구동축 타이밍 풀리(147a)에 결합되며, 손목 내전/외전 운동시 회전각도를 측정하여 출력하는 포텐셔미터 센서(147f)로 이루어진다.
도 7은 본 발명에 따른 손목 관절 재활훈련용 로봇의 회로적 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 8은 본 발명에 적용된 전자클러치 및 전자브레이크를 설명하기 위한 도면이다.
손목 관절 재활훈련용 로봇을 수동 또는 능동모드로 작동시키기 위한 회로적 구성들이 필요하며, 이와 관련된 구성들이 도 7 및 도 8에 도시되어 있다. 즉, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 사용자의 조작에 따라 수동모드 또는 능동모드 선택신호를 출력하며, 전자브레이크 힘 설정신호를 출력하는 모드선택 스위치(150)와, 모드선택 스위치(150)를 통해 수동모드 선택신호가 입력되면 모터부(190)와 손목 굽힘/폄 가동부(144)가 연결되도록 전자 클러치(170)를 제어하고, 모드선택 스위치(150)를 통해 능동모드 선택신호가 입력되면 모터부(190)와 손목 굽힘/폄 가동부(144)가 연결되지 않도록 전자 클러치(170)를 제어하는 한편, 모드선택 스위치(150)의 전자 브레이크 힘 설정신호에 응하여 전자브레이크(190)를 제어하는 컨트롤러(160)와, 컨트롤러(160)의 제어에 응하여 모터부(190)와 손목 굽힘/폄 가동부(140)를 연결시키거나, 단선시키는 전자클러치(170)와, 수동모드시 컨트롤러(160)의 제어에 응하여 브레이크의 힘을 조절하여 부하로 작용하는 전자브레이크(180)로 구성된다.
상기와 같이 구성된 손목 관절 재활훈련용 로봇의 작용에 대해서 설명하면 하기와 같다.
손목 관절 재활훈련용 로봇의 작용에 대해서 도 6을 기본으로 하고, 도 1 내지 도 5, 도 7을 참조하여 설명하면, 먼저 사용자가 도 1에 도시된 의자에 앉은 후 높이조절부(195)를 이용하여 지지테이블(130)의 높이를 조절하여, 손목 운동을 하기에 적합한 높이가 되도록 한다.
(능동
모드
)
사용자에 의해 모드선택 스위치(150)로부터 능동모드 선택신호가 출력되면, 컨트롤러(160)가 이를 인지하여 모터부(190)와 손목 굽힘/폄 가동부(144)가 연결되지 않도록 전자 클러치(170)를 제어한다.
그리고 컨트롤러(160)가 모드선택 스위치(150)를 통해 전자브레이크 힘이 설정되었는지의 여부를 판단하고, 전자브레이크 힘이 설정된 경우 설정된 전자브레이크 힘으로 전자브레이크(180)를 제어하고, 전자브레이크 힘이 설정되지 않은 경우 미리 설정되어 있는 전자브레이크 힘으로 전자브레이크(180)를 제어한다.
이후 사용자가 팔거치대(143)에 팔을 안착시킨 후 사용자가 손잡이(145)를 잡은 후 자신의 의지로 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 손목을 편 후 다시 굽히고, 굽힌 후 다시 펴는 동작에 따라 손목운동장치(140)가 회전축을 따라 반복적으로 굽혔다 폈다 동작을 반복적으로 수행하여 손목 재활 운동이 이루어지도록 한다. 이때 팔거치대(143) 하단 일측에 리미트센서(146)가 구비되어 있어, 손목운동장치(140)가 항상 일정한 각도로만 회전되도록 한다.
한편, 사용자가 팔거치대(143)에 팔을 안착시킨 후 사용자가 손잡이(145)를 잡은 후 자신의 의지로 도 4의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이 내측으로 회전시킨 후 외측으로 회전시키는 동작을 반복적으로 수행함으로써, 손목 내전/외전 가동부(147)와 손목 굽힘/폄 가동부(144) 사이에 구비된 회전축을 따라 손목을 내측으로 회전시킨 후 다시 외측으로 회전시키는 동작을 반복적으로 수행하여 손목 재활 운동이 이루어지도록 한다. 이때 손목 굽힘/폄 가동부(144) 하단 일측에 리미트센서가 구비되어 있어, 손목운동장치(140)가 항상 일정한 각도로만 회전되도록 한다.
(
수동모드
)
사용자에 의해 모드선택 스위치(150)로부터 수동모드 선택신호가 출력되면, 컨트롤러(160)가 이를 인지하여 모터부(190)와 손목 굽힘/폄 가동부(144)가 연결되도록 전자 클러치(170)를 제어한다.
그러면 모터부(190)가 회전하게 되고, 모터부(190)의 회전력에 의해 발생되는 운동에너지가 전자 클러치를 통해 손목 굽힘/폄 가동부(144)로 전달되어, 손목 굽힘/폄 가동부(144)가 자동으로 회전축을 중심으로 굽혀졌다 펴졌다를 반복적으로 수행함으로써 손목 재활 운동이 이루어지도록 한다.
이때 손목 굽힘/폄 지원모듈(141) 내부에 토크 센서(148)가 설치되어 있으며, 수동 훈련시 발생되는 토크를 감지하여 컨트롤러(160)로 출력한다.
컨트롤러(160)가 수동 훈련시 발생된 토크를 입력받아 미리 저장되어 있는 토크와 비교한 후 설정된 토크 이상의 토크가 감지된 경우 전자클러치(170)를 제어하여, 모터부(190)의 운동에너지가 손목 굽힘/폄 가동부(144)로 전달되지 않도록 한다. 본 발명에서는 수동모드에서의 토크가 300[Ncm]이 발생할 경우 전자클러치(170)를 제어하여 모터부(190)와 손목 굽힘/펌 가동부(144) 사이의 연결이 끊어지도록 한다.
수동모드의 경우 모드선택 스위치(150)를 통해 운동시간 등 손목 재활 운동에 필요한 운동 조건들을 입력할 수 있도록 구현할 수도 있다.
위에서 설명한 손목 관절 재활훈련용 로봇의 경우 손목에 한정하여 설명하였으나, 손목 뿐만 아니라 발목 재활 훈련도 수행할 수 있으며, 이럴 경우 발목을 용이하게 안착시켜 고정시킨 후 폈다 굽혔다를 비롯하여 내측 회전 및 외측 회전을 반복시킬 수 있도록 지금의 손목운동장치(140)의 외측 형상을 변경시킬 필요가 있다.
전술한 내용은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110 : 지지대 120 : 가이드레일
130 : 지지테이블 140 : 손목운동장치
141 : 손목 굽힘/폄 지원모듈 142 : 지지대프레임
143 : 팔거치대 144 : 손목 굽힘/폄 가동부
145 : 손잡이 146 : 리미트센서
147 : 손목 내전/외전 가동부 148 : 토크센서
150 : 모드선택 스위치 160 : 컨트롤러
170 : 전자클러치 180 : 전자브레이크
190 : 모터부
130 : 지지테이블 140 : 손목운동장치
141 : 손목 굽힘/폄 지원모듈 142 : 지지대프레임
143 : 팔거치대 144 : 손목 굽힘/폄 가동부
145 : 손잡이 146 : 리미트센서
147 : 손목 내전/외전 가동부 148 : 토크센서
150 : 모드선택 스위치 160 : 컨트롤러
170 : 전자클러치 180 : 전자브레이크
190 : 모터부
Claims (8)
- 일정 간격으로 이격된 상태로 구비되는 한쌍의 지지대(110); 상기 한쌍의 지지대(110) 사이에 일정 간격으로 이격된 상태로 구비되는 가이드레일(120); 상기 가이드레일(120)에 슬라이딩 결합되는 지지테이블(130); 및 상기 지지테이블(130) 상부에 설치되며 손목을 지지하고, 손목의 굽힘/폄운동 또는 손목의 내측회전 또는 외측회전운동이 가능하도록 작동하는 손목운동장치(140);를 포함하고,
상기 손목운동장치(140)는, 손목 굽힘/폄 지원모듈(141)과 상기 손목 굽힘/폄 지원모듈(141) 상부에 상기 지지테이블에 고정된 지지대프레임(142)과 상기 지지대프레임(142) 상부에 장착되는 팔거치대(143) 및 상기 팔거치대(143)와 연결된 상태로 상기 지지대프레임(142) 상부에 장착되되, 상기 팔거치대(143)를 중심으로 일정 각도 회전 가능하도록 설치되는 손목 굽힘/폄 가동부(144)를 포함하며,
상기 지지대프레임(142) 하부에 상기 손목 굽힘/폄 지원모듈(141)이 고정설치되고, 상기 손목 굽힘/폄 지원모듈(141) 내부에는 모터부가 내장되어 이 모터부에 상기 손목 굽힘/폄 가동부(144)가 축결합되는 것을 특징으로 하되,
상기 손목 굽힘/폄 가동부(144) 전단에 수직으로 회전 가능하도록 결합되는 손목 내전/외전 가동부(147)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손목 관절 재활훈련용 로봇. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 손목 굽힘/폄 가동부(144)에,
손으로 잡을 수 있도록 수직으로 설치되어있는 손잡이(145)와,
상기 팔거치대(143)를 기준으로 수평 운동시 수평 회전각도를 감지하는 리미트 센서(146)가 더 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 손목 관절 재활훈련용 로봇. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 손목 내전/외전 가동부(147)가,
원통형 손목 내전/외전 구동축(147a)과,
상기 원통형 손목 내전/외전 구동축(147a)에 결합되는 구동축 타이밍 풀리(147b)와,
타이밍 벨트(147c)에 의해 상기 구동축 타이밍 풀리(147b)와 결합되는 모터측 타이밍 풀리(147d)와,
상기 모터측 타이밍 풀리(147d)와 결합되는 모터축(147e)로 구성되는 것을 특징으로 하는 손목 관절 재활훈련용 로봇. - 제 5 항에 있어서,
상기 구동축 타이밍 풀리(147a)에 결합되며, 손목 내전/외전 운동시 회전각도를 측정하여 출력하는 포텐셔미터 센서(147f)를 더 포함하는 손목 관절 재활훈련용 로봇.
- 제 1 항에 있어서,
상기 손목 굽힘/폄 지원모듈(141) 내부에 설치되며, 수동 훈련시 발생되는 토크를 감지하는 토크 센서(148)를 더 포함하는 손목 관절 재활훈련용 로봇. - 제 1 항에 있어서,
사용자의 조작에 따라 수동모드 또는 능동모드 선택신호를 출력하는 모드선택 스위치(150);
상기 모드선택 스위치(150)를 통해 수동모드 선택신호가 입력되면 모터부(190)와 상기 손목 굽힘/폄 가동부(144)가 연결되도록 전자 클러치(170)를 제어하고, 상기 모드선택 스위치(150)를 통해 능동모드 선택신호가 입력되면 모터부(190)와 상기 손목 굽힘/폄 가동부(144)가 연결되지 않도록 전자 클러치(170)를 제어하는 컨트롤러(160)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손목 관절 재활훈련용 로봇.
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KR1020150074873A KR101689079B1 (ko) | 2015-05-28 | 2015-05-28 | 손목 관절 재활훈련용 로봇 |
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