KR101855359B1 - System for rehabilitating fingers - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 손가락 재활 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 자력에 의해 손가락을 움직이게 하여 재활 운동을 할 수 있는 손가락 재활 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
뇌졸중(Stroke)은 전 세계적으로 급속하게 증가하고 있는 심각한 질병이다. 뇌졸중의 한 가지 주요 증상은 손 움직임의 이상이다. 환자의 상태가 현저하게 개선되더라도 재활 훈련은 뇌졸중 후 치료에 가장 중요하다. 손 재활 훈련을 위해 다양한 보조 장치가 개발되었다. 이러한 보조 장치의 대부분은 기계 장치이다. 손 재활을 위한 대부분의 기기는 복잡한 구성, 손가락에 설치하는 어려움, 큰 부피와 같은 단점을 가지고 있다.Stroke is a rapidly growing and serious disease worldwide. One major symptom of stroke is an abnormality in hand movements. Rehabilitation training is most important for post-stroke treatment, even if the patient's condition improves significantly. A variety of assistive devices have been developed for hand rehabilitation training. Most of these assistive devices are mechanical devices. Most devices for hand rehabilitation have disadvantages such as complicated configuration, difficulty to install on fingers, and large volume.
이러한 손 재활을 위한 기기는 하드 타입 장치 또는 소프트 타입 장치로 구분된다. 일반적으로, 하드 타입 장치는 전기 모터, 와이어, 프레임 및 다양한 기계적 구성요소로 구성되며, 하드 타입 장치는 모터를 사용하여 능동적인 외력을 제공한다. 소프트 타입 장치는 비교적 간단한 구성을 가지나, 손가락에 설치하기가 어렵다. 또한, 손 재활 기기는 로봇핸드를 사용하거나 유연한 재료를 이용하여 공압으로 제어를 한다. 또한, 와이어를 전기 모터로 제어하여 와이어를 제어하여 손가락을 움직이게 한다. 이러한 경우 복잡한 구조를 가지고 손에 착용하기에 어려움이 있다.Such devices for hand rehabilitation are classified as hard type devices or soft type devices. Generally, a hard-type device is composed of an electric motor, a wire, a frame, and various mechanical components, and the hard-type device uses a motor to provide an active external force. The soft type device has a relatively simple configuration, but is difficult to install on a finger. In addition, the hand rehabilitation machine uses pneumatic pressure control using a robot hand or a flexible material. In addition, the wire is controlled by an electric motor to control the wire to move the finger. In this case, it is difficult to wear the hand with a complicated structure.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위한 것으로, 전기모터, 와이어 등 복합한 구동 장치없이 자력 및 자기 토크에 의해 손가락의 움직임을 만들어 내는 손가락 재활 시스템을 제공한다.The present invention provides a finger rehabilitation system for generating movement of a finger by a magnetic force and a magnetic torque without a combined driving device such as an electric motor and a wire.
또한, 구동 코일, 손가락 및 손바닥에 설치되는 자석, 코일 내부에 설치되는 자석으로 구성되어 간단한 구성 및 자력에 의한 능동적인 작동이 가능한 손가락 재활 시스템을 제공한다.Further, the present invention provides a finger rehabilitation system comprising a drive coil, a magnet provided on a finger and a palm, and a magnet provided inside the coil, and capable of being actively operated by a simple configuration and a magnetic force.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other matters not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 재활 시스템은, 재활 훈련자의 손가락에 장착되며, 착자 방향이 상기 손가락의 길이 방향에 수직으로 배치되는 구동 자석을 구비하는 구동 자석 모듈; 상기 구동 자석에 자기장을 인가하여 상기 구동 자석 모듈을 이동시키는 원형의 코일을 구비하는 구동 코일 모듈; 상기 재활 훈련자의 손바닥에 장착되며, 착자 방향이 상기 구동 자석과 반대로 배치되는 제1 보조 자석을 구비하는 제1 보조 자석 모듈; 및 상기 원형의 코일 내부에 위치하며, 착자 방향이 상기 구동 자석과 동일하게 배치되는 제2 보조 자석을 구비하는 제2 보조 자석 모듈을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a finger rehabilitation system including: a driving magnet module mounted on a finger of a rehabilitation trainer and having a driving magnet whose magnetization direction is perpendicular to the longitudinal direction of the finger; A drive coil module having a circular coil for applying a magnetic field to the drive magnet to move the drive magnet module; A first auxiliary magnet module mounted on the palm of the rehabilitation trainer and having a first auxiliary magnet whose magnetization direction is opposite to that of the driving magnet; And a second auxiliary magnet module located inside the circular coil and having a second auxiliary magnet whose magnetization direction is the same as that of the driving magnet.
또한, 상기 구동 자석 모듈은, 상기 재활 훈련자의 검지, 중지, 약지, 새끼 손가락 중 적어도 하나에 장착될 수 있다.Further, the driving magnet module may be mounted on at least one of the detection, suspension, ring finger, and small finger of the rehabilitation trainee.
또한, 상기 구동 자석 모듈은, 상기 손가락의 세 마디 중에서 말단 마디에 장착될 수 있다.In addition, the driving magnet module may be attached to the distal end of the three fingers.
또한, 상기 구동 코일 모듈은, 전류의 방향에 따라 자기장이 상기 원형의 코일의 상부 방향으로 인가되는 상부 방향 자기방 또는 상기 원형의 코일의 하부 방향으로 인가되는 하부 방향 자기장을 생성할 수 있다.The driving coil module may generate an up direction magnetic field applied in a direction of an upward direction of the circular coil or a downward direction magnetic field applied in a downward direction of the circular coil depending on a direction of a current.
또한, 상기 구동 자석 모듈은, 상기 상부 방향 자기장에 의해 상기 구동 자석이 상기 상부 방향으로 회전하고, 상기 원형의 코일 및 상기 구동 자석 간에 척력이 형성됨으로써, 상기 구동 자석 모듈이 장착된 손가락이 구부려지는 구부림 운동(flexion motion)을 하며, 상기 하부 방향 자기장에 의해 상기 구동 자석이 상기 하부 방향으로 회전하고, 상기 원형의 코일 및 상기 구동 자석 간에 인력이 형성됨으로써, 상기 구동 자석 모듈이 장착된 손가락이 펴지는 펴짐 운동(extension motion)을 할 수 있다.In addition, in the driving magnet module, the driving magnet is rotated in the upward direction by the upward magnetic field, and a repulsive force is generated between the circular coil and the driving magnet, so that the finger on which the driving magnet module is mounted is bent The driving magnet is rotated in the downward direction by the downward magnetic field and a force is generated between the circular coil and the driving magnet so that the finger on which the driving magnet module is mounted is extended Can perform an extension motion.
또한, 상기 제1 보조 자석 모듈은, 상기 구부림 운동 시, 상기 구동 자석 및 상기 제1 보조 자석 간에 인력이 형성됨으로써, 상기 구부림 운동을 강화할 수 있다.In addition, in the first auxiliary magnet module, when the bending motion is performed, attraction is generated between the driving magnet and the first auxiliary magnet, thereby enhancing the bending motion.
그리고, 상기 제2 보조 자석 모듈은, 상기 펴짐 운동 시, 상기 구동 자석 및 상기 제2 보조 자석 간에 인력이 형성됨으로써, 상기 펴짐 운동을 강화할 수 있다.The second auxiliary magnet module is capable of enhancing the spreading motion by forming attractive force between the driving magnet and the second auxiliary magnet during the spreading motion.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.Other specific details of the invention are included in the detailed description and drawings.
본 발명에 따르면, 기존의 손재활 기기와는 다르게 전기모터, 와이어 등 복합한 구동 장치 없이 자기 토크, 자력에 의해 손가락의 움직임이 가능하다.According to the present invention, unlike a conventional hand rehabilitation device, it is possible to move a finger by a magnetic torque and a magnetic force without a combined driving device such as an electric motor and a wire.
또한, 자석과 자기장의 물리적 현상을 이용하므로 완벽한 무선 제어가 가능하며, 간단한 구조로 구현이 가능하고, 손쉬운 착용 등이 가능하다.Also, since it uses physical phenomenon of magnet and magnetic field, it is possible to realize complete wireless control, simple structure, and easy wearing.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 재활 시스템의 구성을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 손가락 재활 시스템의 구동 자석 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 도 1의 손가락 재활 시스템의 원형의 코일을 도시한 도면이다.
도 4는 도 1의 손가락 재활 시스템의 제1 보조 자석 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 도 1의 손가락 재활 시스템의 제2 보조 자석 모듈의 구성을 도시한 도면이다.
도 6a 내지 도 6c는 손가락의 구부림 운동(flexion motion) 및 펴짐 운동(extension motion)에 따른 자력을 도시한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 자력을 분석하기 위한 두 자석의 위치를 도시한 도면이다.
도 8a는 10A의 인가 전류에서 구동 코일의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이며, 도 8b는 높이와 전류의 변화에 따른 자기 강도를 측정한 결과를 도시한 도면이다.
도 9a는 손가락의 움직임에 따른 구동 자석의 위치를 도시한 도면이며, 도 9b는 구동 자석의 위치에 따른 구동 코일로부터의 자기 강도를 도시한 도면이다.
도 10은 자석의 위치에 따른 자력 분석 결과를 도시한 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 전류의 변화에 따른 손가락 움직임의 변화를 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a finger rehabilitation system according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2 is a view showing a configuration of a driving magnet module of the finger rehabilitation system of Fig. 1;
Fig. 3 is a diagram showing a circular coil of the finger rehabilitation system of Fig. 1; Fig.
FIG. 4 is a view showing a configuration of a first auxiliary magnet module of the finger rehabilitation system of FIG. 1;
5 is a view showing a configuration of a second auxiliary magnet module of the finger rehabilitation system of FIG.
6A to 6C are diagrams showing magnetic forces due to the flexion motion and the extension motion of the finger.
7A and 7B are views showing the positions of two magnets for analyzing the magnetic force.
FIG. 8A is a graph showing a simulation result of a drive coil at an applied current of 10 A, and FIG. 8B is a graph showing a result of measuring magnetic intensity according to a change in height and current.
FIG. 9A is a view showing the position of the driving magnet according to the movement of the finger, and FIG. 9B is a diagram showing the magnetic intensity from the driving coil according to the position of the driving magnet.
10 is a view showing a magnetic force analysis result according to the position of a magnet.
Figs. 11A and 11B are diagrams showing changes in finger movement according to a change in current. Fig.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.Although the first, second, etc. are used to describe various elements, components and / or sections, it is needless to say that these elements, components and / or sections are not limited by these terms. These terms are only used to distinguish one element, element or section from another element, element or section. Therefore, it goes without saying that the first element, the first element or the first section mentioned below may be the second element, the second element or the second section within the technical spirit of the present invention.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. As used herein, the terms "comprises" and / or "made of" means that a component, step, operation, and / or element may be embodied in one or more other components, steps, operations, and / And does not exclude the presence or addition thereof.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다. Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
이하, 본 발명에 대하여 첨부된 도면에 따라 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 재활 시스템의 구성을 도시한 도면이다. 또한, 도 2는 도 1의 손가락 재활 시스템의 구동 자석 모듈의 구성을 도시한 도면이다. 또한, 도 3은 도 1의 손가락 재활 시스템의 원형의 코일을 도시한 도면이다. 또한, 도 4는 도 1의 손가락 재활 시스템의 제1 보조 자석 모듈의 구성을 도시한 도면이다. 그리고, 도 5는 도 1의 손가락 재활 시스템의 제2 보조 자석 모듈의 구성을 도시한 도면이다.1 is a diagram illustrating a configuration of a finger rehabilitation system according to an embodiment of the present invention. 2 is a diagram showing a configuration of a driving magnet module of the finger rehabilitation system of Fig. Fig. 3 is a diagram showing a circular coil of the finger rehabilitation system of Fig. 1. Fig. 4 is a diagram showing a configuration of the first auxiliary magnet module of the finger rehabilitation system of FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a second sub magnet module of the finger rehabilitation system of FIG.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 재활 시스템(100)은, 재활 훈련자의 손가락에 장착되며, 착자 방향이 상기 손가락의 길이 방향에 수직으로 배치되는 구동 자석(112)을 구비하는 구동 자석 모듈(110), 상기 구동 자석(112)에 자기장을 인가하여 상기 구동 자석 모듈(110)을 이동시키는 원형의 코일(122)을 구비하는 구동 코일 모듈(120), 상기 재활 훈련자의 손바닥에 장착되며, 착자 방향이 상기 구동 자석(112)과 반대로 배치되는 제1 보조 자석(132)을 구비하는 제1 보조 자석 모듈(130), 상기 원형의 코일(122) 내부에 위치하며, 착자 방향이 상기 구동 자석(112)과 동일하게 배치되는 제2 보조 자석(142)을 구비하는 제2 보조 자석 모듈(140)을 포함한다.1 to 5, a
손가락 재활 시스템(100)은 구동 코일(122)과 구동 자석(112) 사이, 구동 자석(112)과 제1 및 제2 보조 자석(132, 142) 사이의 자기 인력 및 척력을 이용한다. 이를 통해, 자력 방향으로 인해 로봇 장갑의 운동 자유도보다 높은 운동 자유도를 가지므로 기계적 구성 요소가 필요하지 않으며, 자력 방향의 변화에 따라 손가락의 능동적인 구부림 운동 또는 펼침 운동을 유발한다.The
구체적으로, 세 자석(112, 132, 142)과 구동 코일(122)은 손가락의 능동적인 동작을 위해 세 개의 자기력을 생성한다. 구동 자석(112)과 구동 코일(122) 간 자기력, 구동 자석(112)과 제1 보조 자석(132) 간 자기력, 구동 자석(112)과 제2 보조 자석(142) 간 자기력이다. 구동 자석(112)과 구동 코일(122) 간 자기력(인력 또는 척력)의 작동 중에 구동 자석(112)과 제1 보조 자석(132) 간 자기 인력 또는 구동 자석(112)과 제2 보조 자석(142) 간 자기 인력은 손가락의 구부림/펼침 운동(flexion/extension motion)을 향상시킨다.Specifically, the three
구동 자석 모듈(110)은 구동 자석 모듈 하우징(114)의 내부에 구동 자석(112)을 구비하며, 상기 구동 자석 모듈 하우징(114)의 일측에 재활 훈련자의 검지, 중지, 약지, 새끼 손가락 중 적어도 하나에 장착될 수 있도록 장착 밴드(116)를 구비할 수 있다. 이러한 구동 자석 모듈(110)은 재활 훈련자의 재활 훈련 효과를 높이기 위해, 손가락의 세 마디 중에서 말단 마디에 장착되는 것이 바람직하다. 구동 자석 모듈(110)은 구동 코일 모듈(120)의 자기장에 의해 구동 자석(112)과 구동 코일(122) 간에 인력 또는 척력이 작용한다.The driving
특히, 구동 자석(112)은 제1 보조 자석(132) 및 제2 보조 자석(142)과 각각 인력이 작용하도록 자기극이 배치될 수 있다. 즉, 구동 자석(112)은 제1 보조 자석(132)과 착자 방향이 반대 방향이며, 제2 보조 자석(142)과 착자 방향이 동일한 방향이 된다. 예를 들어, 구동 자석(112)이 손가락의 수직 상부 방향으로 S극, N극 순으로 배치되면, 제1 보조 자석(132)은 N극, S극 순으로 배치되고, 제2 보조 자석(142)은 S극, N극 순으로 배치된다.In particular, the magnetic poles of the driving
구동 코일 모듈(120)은 원형의 코일(122)을 포함하며, 상기 원형의 코일(122)의 중심 부분에 제2 보조 자석 모듈(140)이 배치된다. 이러한 구동 코일 모듈(120)은 전류의 방향에 따라 자기장이 원형의 코일(122)의 상부 방향으로 인가되는 상부 방향 자기방 또는 상기 원형의 코일(122)의 하부 방향으로 인가되는 하부 방향 자기장을 생성한다. 이에 따라, 원형의 코일(122)에서 자기장이 발생하면, 손가락에 장착된 구동 자석(112)이 자기토크에 의해 자기장 방향으로 회전하며, 자기장의 방향에 따라 구동 자석(112)이 원형의 코일(122) 측으로 당겨지거나 멀어지게 된다. 이때, 원형의 코일(122)에서 발생하는 자기장은 원형의 코일의 중심에 수직 방향으로 생성된다.The driving
즉, 구동 자석 모듈(110)은 상부 방향 자기장에 의해 구동 자석(112)이 상부 방향으로 회전하고, 원형의 코일(122) 및 상기 구동 자석 간(112)에 척력이 형성됨으로써, 상기 구동 자석 모듈(110)이 장착된 손가락이 구부려지는 구부림 운동(flexion motion)을 한다. 또한, 구동 자석 모듈(110)은 하부 방향 자기장에 의해 구동 자석(112)이 하부 방향으로 회전하고, 원형의 코일(122) 및 상기 구동 자석(112) 간에 인력이 형성됨으로써, 상기 구동 자석 모듈(110)이 장착된 손가락이 펴지는 펴짐 운동(extension motion)을 한다.That is, the driving
제1 보조 자석 모듈(130)은 손바닥에 장착되며, 상기 손바닥의 길이에 맞춰 제1 보조 자석(132)을 수용하는 제1 케이싱(134), 상기 제1 케이싱(134)의 의 일측에 재활 훈련자의 손바닥에 장착될 수 있도록 장착 밴드(136)를 구비할 수 있다. 여기에서, 제1 보조 자석(132)은 제1 케이싱(134)의 내부에 복수개 수용될 수 있으며, 상술한 바와 같이 착자 방향이 구동 자석(112)과 반대 방향이 된다.The first
이러한 제1 보조 자석 모듈(130)은 착자 방향이 구동 자석(112)과 반대로 위치하게 되어 손가락의 구부림 운동(flexion motion) 시에 상기 구동 자석(112) 및 상기 제1 보조 자석(132) 간에 인력이 형성됨으로써, 상기 구부림 운동을 강화할 수 있다. 이때, 손가락의 구부림 운동(flexion motion)은 구동 자석(112)과 구동 코일(122)의 척력에 의해 일어난다.The magnetization direction of the first
제2 보조 자석 모듈(140)은 원형의 코일(122) 내부에 위치하며, 제2 보조 자석(142)을 수용하는 제2 케이싱(144)을 구비할 수 있다. 여기에서, 제2 보조 자석(142)은 제2 케이싱(144)의 내부에 복수개 수용될 수 있으며, 바람직하게는 네 손가락에 맞추어 네 개의 제2 보조 자석(142)이 네 손가락의 말단 마디에 대응하여 제2 케이싱(144)의 내부에 수용될 수 있다. 또한, 제2 케이싱(144)의 형상도 네 손가락의 말단 마디에 대응하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상술한 바와 같이 착자 방향이 제2 보조 자석(142)은 구동 자석(112)과 동일한 방향이 된다.The second
이러한 제2 보조 자석 모듈(140)은 착자 방향이 구동 자석(112)과 동일하게 위치하게 되어 손가락의 펴짐 운동(extention motion) 시에 상기 구동 자석(112) 및 상기 제2 보조 자석(142) 간에 인력이 형성됨으로써, 상기 펴짐 운동을 강화할 수 있다. 이때, 손가락의 펴짐 운동(extention motion)은 구동 자석(112)과 구동 코일(122)의 인력에 의해 일어난다.The second
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 재활 시스템(100)에 의한 손가락의 움직임을 구체적인 실시예를 분석하여 살펴 보도록 한다.Hereinafter, the movement of the finger by the
<실시예><Examples>
자력은 인력과 척력으로 나누어진다. 상기 도 1에 도시한 바와 같이, 분석을 위한 시스템은 세 개의 자석과 원형의 코일을 이용한다. 각 자석은 각각 손가락, 손바닥 및 코일 내부에 설치된다. 분석을 위해, 손가락에 설치되는 자석(M1)과 원형의 코일 내부에 설치되는 자석(M3)은 동일한 자석이다. 구체적으로, 직경 20mm, 두께 6mm이다. 손바닥에 설치되는 자석(M2)은 직경이 10mm이고 두께가 3mm이다. 아래의 표 1은 설치된 자석의 자기적 성질을 보여 준다.The magnetic force is divided into manpower and repulsion. As shown in FIG. 1, the system for analysis uses three magnets and a circular coil. Each magnet is installed inside the fingers, the palm and the coil respectively. For the analysis, the magnet M1 installed on the finger and the magnet M3 installed inside the circular coil are the same magnets. Specifically, the diameter is 20 mm and the thickness is 6 mm. The magnet M2 mounted on the palm of the hand is 10 mm in diameter and 3 mm in thickness. Table 1 below shows the magnetic properties of the installed magnets.
구동 코일의 내경과 외경은 각각 10cm와 15.3cm이다. 코일의 회전 수(N)는 250이다. The inner and outer diameters of the drive coil are 10 cm and 15.3 cm, respectively. The number of revolutions (N) of the coil is 250.
도 6a 내지 도 6c는 손가락의 구부림 운동(flexion motion) 및 펴짐 운동(extension motion)에 따른 자력을 도시한 도면이다.6A to 6C are diagrams showing magnetic forces due to the flexion motion and the extension motion of the finger.
도 6a에 도시한 바와 같이, 손가락의 기준 자세는 55 ° (φe = θ1 + θ2 + θ3)이다. 상술한 바와 같이, 자력은 세 가지로 분류된다. 첫째, FM1,2와 FM1,3은 각각 M1과 M2 사이, M1과 M3 사이의 인력이다. FM1, EM은 M1과 구동 코일 사이의 자기력이다. FM1, EM은 구동 코일에서 전류의 방향에 따라 인력 또는 척력 중 하나인 반면, FM1,2 및 FM1,3은 자석의 착자 방향의 구조 때문에 항상 인력이다.As shown in Fig. 6A, the reference posture of the finger is 55 degrees (? E =? 1 +? 2 +? 3). As described above, the magnetic force is classified into three types. First, F M1,2 and F M1,3 are engagements between M1 and M2, and between M1 and M3, respectively. F M1 and EM are the magnetic forces between M1 and the drive coil. F M1, EM are either attraction or repulsion depending on the direction of the current in the drive coil, while F M1,2 and F M1,3 are always attractive due to the magnetization structure of the magnet.
기준 자세에서 0에서 10A까지의 전류 신호를 가했을 때, FM1, EM은 구부림 운동(flexion motion)을 일으키는 척력이 된다. 또한, M1이 M2로 폐쇄되면, FM1,2는 인력이 되고, FM1, EM은 척력에서 인력으로 전환된다. When a current signal from 0 to 10 A is applied in the reference position, F M1, EM becomes a repulsive force causing flexion motion. Further, when M1 is closed by M2, F M1,2 becomes gravity and F M1, EM are converted from repulsive force to gravity.
기준 자세에서 0에서 -10A까지의 전류 신호를 가했을 때, FM1, EM은 인력이 되고, FM1,3은 인력으로써 펴짐 운동(extension motion)을 향상시킨다. 최대 구부림 및 펴짐 운동에서, 더 큰 인력이 가해지더라도 손가락의 구조 상 더 큰 운동을 생성할 수 없다. 이에, M1과 M2 간 간격은 1.9 cm의 갭으로 제한되고 M1과 M3는 4.5 cm의 제한된 갭을 가진다. When a current signal from 0 to -10A is applied in the reference position, F M1, EM become gravitational force, and F M1,3 improves the extension motion as gravitational force. In the maximum bending and spreading motion, even though a larger attraction is applied, it is not possible to create a larger movement of the finger structure. Thus, the gap between M1 and M2 is limited to a gap of 1.9 cm, and the gap between M1 and M3 is 4.5 cm.
즉, FM1, EM은 자기장의 방향에 따라 구부림 운동 및 펴짐 운동을 일으키고, FM1,2 및 FM1,3은 각각 구부림 운동 및 펴짐 운동을 향상시킨다.That is, F M1 and EM cause bending and spreading motions according to the direction of the magnetic field, and F M1,2 and F M1,3 improve bending and spreading motions, respectively.
도 7a 및 도 7b는 자력을 분석하기 위한 두 자석의 위치를 도시한 도면이다.7A and 7B are views showing the positions of two magnets for analyzing the magnetic force.
Gilbert 모델(Gilbert model)을 이용하여 원통형 자석 사이의 일반적인 자력을 분석 하였다. 이 방법에서, 원통형 자석이 서로 멀리 떨어져 있으면, 자기 상호 작용력은 다음의 수학식 1과 같이 표현된다. The general magnetic force between the cylindrical magnets was analyzed using the Gilbert model (Gilbert model). In this method, when the cylindrical magnets are apart from each other, the magnetic interaction force is expressed by the following equation (1).
도 7a를 참조하면, MS는 자화(magnetization), R은 자석 반지름, x는 자석 간 거리, t는 자석의 두께, r은 횡변위(lateral displacement)이다.Referring to FIG. 7A, M S is the magnetization, R is the radius of the magnet, x is the distance between the magnets, t is the thickness of the magnet, and r is the lateral displacement.
만일, t1=t2=t 이고, r=0이면 상기 F는 다음의 수학식 2와 같이 표현된다. If t1 = t2 = t and r = 0, then F is expressed by the following equation (2).
T<<x 인 경우, 상기 수학식 2는 다음의 수학식 3과 같이 표현된다. When T < > x, the above Equation (2) is expressed by the following Equation (3).
상기 수학식 1 및 2는 선형 거리에 이용될 수 있다. The above equations (1) and (2) can be used for the linear distance.
한편, 자석의 직선 거리가 없는 경우, 도 7b에서, 상호 작용력은 자기 쌍극자-쌍극자 상호 작용에 의해 분석될 수 있다. 전역 좌표계에서 상호 작용력은 다음의 수학식 4와 같이 표현될 수 있다. On the other hand, if there is no linear distance of the magnet, in Figure 7b, the interaction force can be analyzed by magnetic dipole-dipole interaction. The interaction force in the global coordinate system can be expressed by the following Equation (4).
여기에서, μ0는 자유 공간의 투자율이다. m1과 m2는 쌍극자 모멘트이고, r은 m1과 m2 사이의 거리 벡터이다. 자기 쌍극자 모멘트 (m1과 m2)의 위치는 손가락의 운동 분석에 의해 관찰될 수 있다. 자석 (M2, M3) 및 구동 코일은 고정 위치를 가지며, M1은 외부 자기장에 의한 이동을 나타낸다. Here, μ 0 is the permeability of free space. m 1 and m 2 are dipole moments, and r is a distance vector between m 1 and m 2 . The positions of the magnetic dipole moments (m 1 and m 2 ) can be observed by motion analysis of the fingers. The magnets M2 and M3 and the drive coil have fixed positions, and M1 denotes movement due to an external magnetic field.
M1의 위치는 으로 표현할 수 있다. The position of M1 is .
손가락은 세 개의 관절과 링크로 구성할 수 있다. 이 경우, 엔드 이펙터의 역할을 하는 M1의 위치는 다음의 수학식 5와 같이 표현될 수 있다. Fingers can consist of three joints and links. In this case, the position of M1 serving as the end effector can be expressed by the following equation (5).
여기에서, 손가락 링크의 길이는 l1, l2, l3 이고, θ1, θ2, θ3는 관절 각도이며, xe, ye는 엔드 이펙터 M1의 x, y 위치이다. 그러므로, 모든 자력은 손가락의 구부림 운동(flexion motion) 및 펴짐 운동(extension motion)을 위해 상기 수학식 1 내지 5에 적용될 수 있다.Here, the lengths of the finger links are l 1 , l 2 , l 3 , and θ 1 , θ 2 , and θ 3 are joint angles, and x e and y e are the x and y positions of the end effector M1. Therefore, all magnetic forces can be applied to the above equations (1) to (5) for the flexion motion and the extension motion of the finger.
도 8a는 10A의 인가 전류에서 구동 코일의 시뮬레이션 결과를 도시한 도면이며, 도 8b는 높이와 전류의 변화에 따른 자기 강도를 측정한 결과를 도시한 도면이다.FIG. 8A is a graph showing a simulation result of a drive coil at an applied current of 10 A, and FIG. 8B is a graph showing a result of measuring magnetic intensity according to a change in height and current.
구부림 운동(flexion motion) 및 펴짐 운동(extension motion)을 생성하기 위해 최대 ± 10A의 전류를 구동 코일에 적용하였다. A current of up to +/- 10A was applied to the drive coil to create a flexion motion and an extension motion.
도 8a는 10A의 인가 전류에서 구동 코일의 시뮬레이션 결과를 보여준다. 각각 4.5 cm 및 8.5 cm의 높이에서 구동 코일은 11 kA/m 및 7.2 kA/m의 평균 필드(field)를 생성하였다. 도 8b는 높이(Height)와 전류의 변화에 따른 측정 결과를 보여준다. 4.5cm의 높이는 시스템의 집게 손가락의 최대 연장 점을 나타내었고, 8.5cm의 높이는 구부림 운동 중 최대 점을 나타낸다. 시뮬레이션과 측정 사이의 자기장 세기를 비교할 때, 구동 코일의 온도가 증가하면 고전류에서 전계 강도가 감소하기 때문에 높은 전류에서의 시뮬레이션보다 측정 결과가 낮았다. 그러므로, 4.5 cm 및 8.5 cm에서 측정된 필드는 각각 9.6 kA/m 및 6.2 kA/m 에 평균화 되었다.8A shows simulation results of the drive coil at an applied current of 10A. At the heights of 4.5 cm and 8.5 cm respectively, the drive coils produced an average field of 11 kA / m and 7.2 kA / m. FIG. 8B shows measurement results according to changes in height and current. The height of 4.5 cm represents the maximum extension point of the index finger of the system, and the height of 8.5 cm represents the maximum point during the bending movement. When comparing the magnetic field strength between the simulation and the measurement, the measurement result was lower than the simulation at the high current because the field strength decreases at high current as the temperature of the drive coil increases. Therefore, the fields measured at 4.5 cm and 8.5 cm were averaged at 9.6 kA / m and 6.2 kA / m, respectively.
도 9a는 손가락의 움직임에 따른 구동 자석의 위치를 도시한 도면이며, 도 9b는 구동 자석의 위치에 따른 구동 코일로부터의 자기 강도를 도시한 도면이다.FIG. 9A is a view showing the position of the driving magnet according to the movement of the finger, and FIG. 9B is a diagram showing the magnetic intensity from the driving coil according to the position of the driving magnet.
도 9a 및 도 9b는 인체의 궤도와 구동 코일로부터의 자기장 세기를 보여준다. H에서 A 지점은 펴짐 운동의 변화이며, H에서 O 지점은 구부림 운동의 변화이다. 지점 H가 기준이기 때문에 지점 H의 자기장 강도는 0이 된다. 구부림 운동을 시작하기 위해서는 2.3 kA/m의 자기장 강도가 요구되는 반면, 펴짐 운동은 -5.08 kA/m의 최소 자기장 세기가 필요하였다. 근골격계 특성으로 인해, 펴짐 운동은 구부림 운동보다 높은 힘을 필요로 함을 확인할 수 있다. 집게 손가락이 최대 펴짐 점 A와 최대 구부림 점 O에 도달했을 때, 자기장 세기는 각각 -9.13 kA/m 및 5.56 kA/m이었다.9A and 9B show the trajectory of the human body and the magnetic field intensity from the drive coil. At point H, the point A is the change of the spreading motion, and the point O at H is the change of the bending motion. Since the point H is the reference, the magnetic field strength at point H becomes zero. The magnetic field strength of 2.3 kA / m was required to initiate the bending motion, while the minimum motion field strength of -5.08 kA / m was required. Because of the musculoskeletal characteristics, it can be seen that the spreading motion requires higher force than the bending motion. When the forefinger reached the maximum spreading point A and the maximum bending point O, the magnetic field strengths were -9.13 kA / m and 5.56 kA / m, respectively.
도 10은 자석의 위치에 따른 자력 분석 결과를 도시한 도면이다.10 is a view showing a magnetic force analysis result according to the position of a magnet.
도 10에서, 힘의 플러스 기호(+)는 인력을 나타내며, 마이너스 기호(-)는 척력을 나타낸다. 전체 힘은 모든 자력의 합으로 표시된다. 펴짐 운동의 경우, FM1, EM 및 FM1,3은 인력이 된다. 따라서 H (시작점)에서 A까지의 점은 손가락이 펴지는 동작을 나타낸다. 점 A는 최대 펴짐 점이 된다. 이 경우, 인가된 자기장은 -9.13 kA/m이고, FM1, EM은 0.315 N이다. 최대 점에 도달하기 위해, 자기장과 FM1, EM은 점차적으로 증가했다. In Fig. 10, the plus sign (+) of the force represents the attraction force, and the minus sign (-) represents the repulsive force. The total force is expressed as the sum of all magnetic forces. In the case of the spreading motion, F M1, EM and F M1,3 become attractive forces. Therefore, the point from H (start point) to A represents the action that the finger spreads. Point A becomes the maximum expansion point. In this case, the applied magnetic field is -9.13 kA / m, and F M1, EM is 0.315 N. In order to reach the maximum point, the magnetic field and F M1, EM gradually increased.
구부림 운동의 경우, 도 10의 (a)에서 FM1, EM은 인력과 척력의 두 가지 힘을 나타낸다. FM1, EM의 척력은 M1을 밀었고 손가락 관절의 회전을 야기했다. M1이 M 점에 도달하면 M1의 S극과 전자석(구동 코일)의 N극이 대면했다. 따라서 M에서 O까지의 포인트가 인력을 발생 시켰다. FM1, EM의 최대 값은 O 점에서의 구부림 운동에서 0.159N이었다. In the case of the bending motion, F M1, EM in FIG. 10 (a) represents two forces of attraction and repulsion. The repulsive forces of F M1, EM pushed M1 and caused rotation of the finger joints. When M1 reaches point M, the S pole of M1 faces the N pole of the electromagnet (drive coil). So the points from M to O generated manpower. The maximum value of F M1, EM was 0.159 N in bending motion at point O.
도 10의 (b)는 자석들 간의 자기력 FM1,2 및 FM1,3을 보여준다. H에서 A까지의 지점은 펴짐 운동 중에 M1과 M3 사이의 FM1,3의 인력의 영향을 받는다. I에서 O까지의 지점은 구부림 운동 중에 FM1,2의 인력을 보여준다. M1과 M3 사이의 거리가 M1과 M2 사이의 거리보다 길기 때문에 FM1,2가 FM1,3보다 큰 것을 확인할 수 있다. 지점 A에서 M1과 M3 사이의 거리는 4.5cm이고 M1과 M2 사이의 거리는 지점 O에서 1.9cm이다. FM1,3 및 FM1,2의 최대 값은 각각 0.119N 및 0.36N 이다. FM1,3 및 FM1,2는 FM1, EM에 의한 두 가지 운동에 근거하여 각각 펴짐 운동과 구부림 운동을 향상시켰다. 10 (b) shows the magnetic forces F M1,2 and F M1,3 between the magnets. The point from H to A is affected by the attraction of F M1,3 between M1 and M3 during the spreading motion. The points from I to O show the force of F M1,2 during bending motion. Since the distance between M1 and M3 is longer than the distance between M1 and M2 can be confirmed that the F M1,2 M1,3 greater than F. The distance between M1 and M3 at point A is 4.5 cm and the distance between M1 and M2 is 1.9 cm at point O. The maximum values of F M1,3 and F M1,2 are 0.119 N and 0.36 N , respectively. F M1,3 and F M1,2 improved the spreading and bending motions based on the two motions of F M1 and EM , respectively.
도 10의 (c)는 총 힘을 보여준다. 구부림 운동에서 반발력(척력)의 총 점(total points)은 FM1,2와 FM1, EM 사이의 힘의 합 때문에 I에서 K로 감소했다. 시작 힘과 최대 힘은 G와 A 지점에서 각각 0.094N과 0.438N이었다. 구부림 운동 중에 시작 힘은 I 지점에서 -0.019 N이었고 최대는 0.474 N이었다. Figure 10 (c) shows the total force. The total points of repulsion (repulsion) in bending motion are F M1,2 , F M1, EM Because of the sum of forces between I and K. The starting and maximum forces were 0.094 N and 0.438 N at G and A, respectively. During bending, the starting force was -0.019 N at I point and 0.474 N at maximum.
전술한 바와 같이, 일반적으로 펴짐 운동의 생성은 뇌졸중 환자의 구부림 운동과 비교하여 더 어렵다. 따라서, 펴짐 운동은 구부림 운동보다 높은 임계 힘을 필요로 한다. E에서 G(펴짐 운동)와 I에서 K (구부림 운동)까지의 힘을 비교했을 때, 펴짐 운동의 힘은 구부림 운동의 힘보다 평균 6배 높았다.As described above, in general, the generation of the spreading motion is more difficult as compared with the bending motion of a stroke patient. Thus, the spreading motion requires a higher critical force than the bending motion. When comparing the forces from E to G (spreading motion) and from I to K (bending motion), the force of spreading motion was 6 times higher than that of bending motion.
도 11a 및 도 11b는 전류의 변화에 따른 손가락 움직임의 변화를 도시한 도면이다.Figs. 11A and 11B are diagrams showing changes in finger movement according to a change in current. Fig.
손가락 모션에 대한 FM1,3 및 FM1,2의 영향을 비교했다. 도 11a는 입력 전류 신호의 변화에 따른 손가락 움직임의 변화를 보여준다. 파선은 FM1,3 및 FM1,2에 대한 영향을 포함한 결과를 나타내며(Type 2), 실선은 M2 및 M3가 없는 FM1, EM의 결과를 나타낸다(Type 1). 구동 전류는 0 내지 10A, 0 내지 -10A 및 -10 내지 10A의 3 가지 조건에 의해 제어되었다.The effects of F M1,3 and F M1,2 on finger motions were compared. 11A shows a change in finger motion according to a change in the input current signal. The dashed lines show the results including the effects on F M1,3 and F M1,2 (Type 2), and the solid lines indicate the results of F M1, EM without M2 and M3 (Type 1). The driving current was controlled by three conditions of 0 to 10 A, 0 to -10 A and -10 to 10 A.
이러한 조건 하에서, 손가락 운동은 히스테리시스 움직임을 발생시켰다. 타입 1(Type 1)은 FM1, EM만을 사용했기 때문에 구동력은 타입 2(Type 2)보다 약함을 확인할 수 있다. 그러므로, 손가락의 각도 변화는 타입 1이 타입 2보다 낮다. 또한, 타입 2에서 FM1,3 및 FM1,2의 자력은 최대 펴짐 운동과 구부림 운동을 유지했다. 특히, 유지된 펴짐 운동 (ⓘ에서 ⓛ)은 스트레칭 효과를 제공했다.Under these conditions, finger motion caused hysteresis movements. Since Type 1 (Type 1) uses only F M1 and EM , it can be confirmed that the driving force is weaker than Type 2 (Type 2). Therefore, the angle change of the finger is lower than that of
도 11b를 참조하면 타입 1에서, 최대 구부림 각이 134°(각도 변화는 79°)이고, 최소 펴짐 각은 49°(각도 변화는 6°)였으나, 타입 2는 최대 구부림 각 151° (각도 변화 96°)를 생성하고, 최소 펴짐 각은 6° (각도 변화 49°)였다. 타입 1과 타입 2 사이의 이러한 차이는 FM1,3 및 FM1,2로 인한 것이다. 특히, FM1,3은 펴짐 운동을 상당히 개선시킴을 확인하였다.Referring to FIG. 11B, in
타입 2에서, ⓐ에서 ⓒ까지 포인트는 구부림 운동 을 나타내고, ⓒ에서 ⓕ는 유지된 최대 구부림 운동 을 나타낸다. 여기에서, Freact는 tendon(힘줄)의 반력이다.In
타입 2에서, ⓕ에서 ⓘ는 구부림 운동에서 펴짐 운동으로 모션 전환을 보여주고, 상기 조건은 및 으로 나뉘어진다.In
타입 2에서, ⓘ에서 ⓛ까지는 펴짐 운동을 나타내며, 여기에서 이고, ⓛ에서 ⓒ는 펴짐 운동에서 구부림 운동으로 급격하게 전환되는 모션을 나타낸다. 여기에서, 구동 조건은 및 로 나뉘어진다. tendon(힘줄)으로부터 반력은 전체 힘에 작용했으나, 전체 힘 분석에서 반력을 무시했다.In
상술한 실시예에서, M1과 구동 코일 사이의 자기력 FM1, EM은 약한 펴짐 운동(weak extension motion)을 발생시켰다. 손가락 재활에서 펴짐 운동은 중요하며 뇌졸중 환자에게 운동을 생성하는 것은 쉽지 않다. 이 문제를 해결하기 위해, 구동 코일에 M3 자석을 장착함으로써, 추가적인 힘 FM1,3은 힘의 최대 9.8 배까지 펴짐 힘(extension force)을 향상시켰다. 또한, 자석 M2는 FM1,2에 의해 구부림 운동을 향상시켰다.In the above-described embodiment, the magnetic forces F M1, EM between M1 and the drive coil caused a weak extension motion. Spreading exercise in finger rehabilitation is important and it is not easy to generate exercise for stroke patients. To solve this problem, by mounting an M3 magnet on the drive coil, the additional force F M1,3 increased the extension force up to 9.8 times the force. Further, the magnet M2 improved the bending motion by F M1,2 .
상술한 바와 같이, 자력을 이용한 비-기계적(nonmechanical) 손가락 재활 시스템을 구체적으로 구현하여 분석하였다. 대부분의 손 재활기구는 로봇 손과 같은 기계 시스템에 의존한다. 기계적인 구성 요소로 인해, 구성이 매우 복잡하고 손에 설치하기가 어렵다. 본 발명의 일 실시예에 따른 손가락 재활 시스템은 기계적 요소를 사용하지 않고, 단순히 손가락에 자석을 설치하고, 구부림 운동(flexion motion) 및 펴짐 운동(extension motion)을 하기 위해 자기장 세기와 구동 코일의 방향을 제어할 수 있다. 단순한 구조의 자기 시스템을 사용하여 손가락의 펴짐 운동 및 구부림 운동을 원활하게 하여 손가락의 재활 능력을 향상시킬 수 있다.As described above, a nonmechanical finger rehabilitation system using magnetic force is specifically implemented and analyzed. Most hand rehabilitation devices rely on mechanical systems such as robotic hands. Due to mechanical components, the configuration is very complex and difficult to install on the hand. The finger rehabilitation system according to an embodiment of the present invention can be applied to a finger rehabilitation system in which a magnet is simply placed on a finger without using a mechanical element and a magnetic field strength and a direction of a driving coil Can be controlled. By using a simple structure magnetic system, it is possible to improve the finger rehabilitation ability by facilitating the spreading motion and the bending motion of the finger.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, You will understand. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
100: 손가락 재활 시스템
110: 구동 자석 모듈 120: 구동 코일 모듈
130: 제1 보조 자석 모듈 140: 제2 보조 자석 모듈100: Finger rehabilitation system
110: driving magnet module 120: driving coil module
130: first auxiliary magnet module 140: second auxiliary magnet module
Claims (7)
상기 구동 자석에 자기장을 인가하여 상기 구동 자석 모듈을 이동시키는 원형의 코일을 구비하는 구동 코일 모듈;
상기 재활 훈련자의 손바닥에 장착되며, 착자 방향이 상기 구동 자석과 반대로 배치되는 제1 보조 자석을 구비하는 제1 보조 자석 모듈; 및
상기 원형의 코일 내부에 위치하며, 착자 방향이 상기 구동 자석과 동일하게 배치되는 제2 보조 자석을 구비하는 제2 보조 자석 모듈을 포함하는 손가락 재활 시스템.A driving magnet module mounted on the finger of the rehabilitation trainer and having a driving magnet whose magnetization direction is perpendicular to the longitudinal direction of the finger;
A drive coil module having a circular coil for applying a magnetic field to the drive magnet to move the drive magnet module;
A first auxiliary magnet module mounted on the palm of the rehabilitation trainer and having a first auxiliary magnet whose magnetization direction is opposite to that of the driving magnet; And
And a second auxiliary magnet module located inside the circular coil and having a second auxiliary magnet whose magnetization direction is the same as that of the driving magnet.
상기 구동 자석 모듈은,
상기 재활 훈련자의 검지, 중지, 약지, 새끼 손가락 중 적어도 하나에 장착되는, 손가락 재활 시스템.The method according to claim 1,
The driving magnet module includes:
Wherein the finger rehabilitation system is mounted on at least one of an index finger, a stop finger, a ring finger, and a small finger of the rehabilitation trainer.
상기 구동 자석 모듈은,
상기 손가락의 세 마디 중에서 말단 마디에 장착되는, 손가락 재활 시스템.3. The method of claim 2,
The driving magnet module includes:
Wherein the finger is attached to the distal end of the three fingers.
상기 구동 코일 모듈은,
전류의 방향에 따라 자기장이 상기 원형의 코일의 상부 방향으로 인가되는 상부 방향 자기장 또는 상기 원형의 코일의 하부 방향으로 인가되는 하부 방향 자기장을 생성하는, 손가락 재활 시스템.The method according to claim 1,
The drive coil module includes:
And generates a downward magnetic field applied in a downward direction of the circular coil or in an upward magnetic field in which a magnetic field is applied in an upward direction of the circular coil depending on the direction of the current.
상기 구동 자석 모듈은,
상기 상부 방향 자기장에 의해 상기 구동 자석이 상기 상부 방향으로 회전하고, 상기 원형의 코일 및 상기 구동 자석 간에 척력이 형성됨으로써, 상기 구동 자석 모듈이 장착된 손가락이 구부려지는 구부림 운동(flexion motion)을 하며,
상기 하부 방향 자기장에 의해 상기 구동 자석이 상기 하부 방향으로 회전하고, 상기 원형의 코일 및 상기 구동 자석 간에 인력이 형성됨으로써, 상기 구동 자석 모듈이 장착된 손가락이 펴지는 펴짐 운동(extension motion)을 하는, 손가락 재활 시스템.5. The method of claim 4,
The driving magnet module includes:
The driving magnet is rotated in the upward direction by the upward magnetic field and a repulsive force is generated between the circular coil and the driving magnet to thereby perform a flexion motion in which the finger on which the driving magnet module is mounted is flexed ,
The driving magnet is rotated in the downward direction by the lower magnetic field, and an attraction force is formed between the circular coil and the driving magnet, thereby causing an extension motion of the finger on which the driving magnet module is mounted , A finger rehabilitation system.
상기 제1 보조 자석 모듈은,
상기 구부림 운동 시, 상기 구동 자석 및 상기 제1 보조 자석 간에 인력이 형성됨으로써, 상기 구부림 운동을 강화하는, 손가락 재활 시스템.6. The method of claim 5,
The first auxiliary magnet module includes:
Wherein during the bending movement, attraction is generated between the driving magnet and the first auxiliary magnet to thereby enhance the bending motion.
상기 제2 보조 자석 모듈은,
상기 펴짐 운동 시, 상기 구동 자석 및 상기 제2 보조 자석 간에 인력이 형성됨으로써, 상기 펴짐 운동을 강화하는, 손가락 재활 시스템.6. The method of claim 5,
The second auxiliary magnet module includes:
Wherein attraction force is formed between the driving magnet and the second auxiliary magnet to enhance the spreading motion during the spreading motion.
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