KR102034937B1 - 손가락 운동 보조 장치 - Google Patents

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Abstract

일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치는, 엄지 손가락의 원위지골 부위의 적어도 일부를 감싸도록 장착되는 원위지골 지지체; 엄지 손가락의 중수골 부위의 적어도 일부를 감싸도록 장착되는 중수골 지지체; 엄지 손가락의 손바닥 부위의 적어도 일부를 감싸도록 장착되는 손바닥 지지체; 상기 손바닥 지지체를 통과하여 중수골 지지체에 고정되는 제 1 동작 와이어; 상기 손바닥 지지체 및 중수골 지지체를 통과하여 근위지골 지지체에 고정되는 제 2 동작 와이어; 및 상기 제 1 동작 와이어 및 제 2 동작 와이어와 연결되어 인장력을 제공하는 액추에이터를 포함할 수 있다.

Description

손가락 운동 보조 장치{FINGER MOTION ASSIST APPARATUS}
아래의 설명은 손가락 운동 보조 장치에 관한 것이다.
최근 고령화 사회가 심화됨에 따라서 관절에 문제가 있어서 이에 대한 고통과 불편을 호소하는 사람들이 증가하고 있으며, 관절이 불편한 노인이나 환자들의 관절 운동을 원활하게 할 수 있는 운동 보조 기기에 대한 관심이 높아지고 있다. 또한, 군사용 등의 목적으로 정상적인 사람의 근력을 강화시키기 위한 운동 보조 기기들이 개발되고 있다.
예를 들어, 질병 또는 사고에 의해 손의 운동 기능이 저하된 사용자는 사용자의 손의 관절부를 굴곡 및 신장시키는 재활운동에 의해 손의 기능을 유지하거나 또는 회복시키게 된다. 이를 위해, 사용자는 물리치료사의 보조를 받아 재활 운동하거나 또는 운동 기구를 사용하여 재활 운동한다.
한편, 기존의 손가락 운동 보조 기기의 경우, 일반적으로 손가락의 단부에 힘을 인가하는 형태로 제공이 되는데, 이 경우에는 움직임이 단조로워서 실제 손가락의 움직임을 정확하게 모사하기 어렵고, 경우에 따라서 과신전(hyperextension)이 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 손가락의 관절 각각에 구동원을 장착시킴으로써, 복잡한 손가락의 움직임을 구현할 수 있는 운동 보조 기기도 개발되고 있으나, 이 경우 장치가 과도하게 무거워지고 제어적 측면에서 복잡하고, 휴대하기 어렵다는 문제점이 있었다.
특히 엄지 손가락의 경우, 나머지 손가락들과 달리 엄지 손가락을 손바닥 내측으로 회전하는 대립 동작 및 회전된 상태에서 다시 복귀할 수 있는 복원 동작을 수행할 수 있는데, 해당 동작은 엄지 손가락을 통해 일상 생활 물품들을 파지하고 사용하는데 있어서 필수적인 역할을 한다.
따라서, 대립 동작 및 복원 동작을 포함한 엄지 손가락의 다양한 움직임을 구현할 수 있는 손가락 운동 보조 장치의 개발의 필요성이 증대되고 있는 추세이다.
전술한 배경기술은 발명자가 본 발명의 도출과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.
일 실시 예의 목적은 손가락 운동 보조 장치를 제공하는 것이다.
일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치는, 엄지 손가락의 원위지골 부위의 적어도 일부를 감싸도록 장착되는 원위지골 지지체; 엄지 손가락의 중수골 부위의 적어도 일부를 감싸도록 장착되는 중수골 지지체; 엄지 손가락의 손바닥 부위의 적어도 일부를 감싸도록 장착되는 손바닥 지지체; 상기 손바닥 지지체를 통과하여 중수골 지지체에 고정되는 제 1 동작 와이어; 상기 손바닥 지지체 및 중수골 지지체를 통과하여 원위지골 지지체에 고정되는 제 2 동작 와이어; 및 상기 제 1 동작 와이어 및 제 2 동작 와이어와 연결되어 인장력을 제공하는 액추에이터를 포함할 수 있다.
상기 손바닥 지지체는, 상기 손바닥 지지체의 부분 중 손바닥과 접하는 부분을 따라 형성되는 대립 홀; 및 상기 손바닥 지지체의 부분 중 손등과 접하는 부분을 따라 형성된 복원 홀을 포함하고, 상기 중수골 지지체는, 상기 중수골 지지체의 부분 중 손바닥과 접하는 부분을 따라 형성된 대립 고정 홀; 및 상기 중수골 지지체의 부분 중 손등과 접하는 부분을 따라 형성된 제 복원 고정 홀을 포함할 수 있고, 상기 제 1 동작 와이어는, 상기 대립 홀을 통과하여 상기 대립 고정 홀에 고정되는 대립 와이어; 및 상기 복원 홀을 통과하여 상기 복원 고정 홀에 고정되는 복원 와이어를 포함할 수 있다.
상기 손바닥 지지체는, 상기 손바닥 지지체의 부분 중 손바닥과 접하는 부분을 따라 형성되는 제 1 굴곡 홀; 및 상기 손바닥 지지체의 부분 중 손등과 접하는 부분을 따라 형성되는 제 1 신전 홀을 포함할 수 있고, 상기 중수골 지지체는, 상기 중수골 지지체의 부분 중 손바닥과 접하는 부분을 따라 형성되는 제 2 굴곡 홀; 및 상기 중수골 지지체의 부분 중 손등과 접하는 부분을 따라 형성되는 제 2 신전 홀을 포함할 수 있고, 상기 원위지골 지지체는, 상기 원위지골 지지체의 부분 중 손톱과 접하는 부분을 따라 형성되는 굴곡 고정 홀; 및 상기 원위지골 지지체의 부분 중 지문과 접하는 부분을 따라 형성되는 신전 고정 홀을 포함할 수 있고, 상기 제 2 동작 와이어는, 상기 제 1 굴곡 홀 및 제 2 굴곡 홀을 통과하여 상기 굴곡 고정 홀에 고정되는 굴곡 와이어; 및 상기 제 1 신전 홀 및 상기 제 2 신전 홀을 통과하여 상기 신전 고정 홀에 고정되는 신전 와이어를 포함할 수 있다.
상기 액추에이터는, 대립 와이어를 구동하는 대립 액추에이터; 복원 와이어를 구동하는 복원 액추에이터; 굴곡 와이어를 구동하는 굴곡 액추에이터; 및 신전 와이어를 구동하는 신전 액추에이터를 포함할 수 있고, 상기 운동 보조 장치는, 상기 대립 액추에이터, 복원 액추에이터, 굴곡 액추에이터 및 신전 액추에이터를 개별적으로 제어할 수 있는 제어부를 더 포함할 수 있고, 상기 제어부는 상기 대립 액추에이터 및 복원 액추에이터를 선택적으로 제어하여 중수골의 대립 동작 또는 복원 동작을 수행할 수 있고, 상기 제어부는 상기 굴곡 액추에이터 및 신전 액추에이터를 선택적으로 제어하여 근위지골 및 근위지골의 굴곡 동작 또는 신장 동작을 수행할 수 있다.
상기 손바닥 지지체 및 중수골 지지체는, 유연한 폴리머 소재로 형성될 수 있다.
상기 손바닥 지지체 및 중수골 지지체는 휘어질 수 있는 평면 형태를 가질 수 있고, 상기 손바닥 지지체는, 일측에 형성되는 제 1 버튼; 및 타측에 형성되고, 상기 제 1 버튼과 결합하고, 서로 이격되어 형성된 복수개의 제 1 체결 홈을 더 포함할 수 있고, 상기 중수골 지지체는, 일측에 형성되는 제 2 버튼; 및 타측에 형성되고, 상기 제 2 버튼과 결합하고, 서로 이격된 복수개의 제 2 체결 홈을 더 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치는, 엄지 손가락의 근위지골 부위의 적어도 일부를 감싸도록 장착되는 근위지골 지지체를 더 포함할 수 있고, 상기 제 2 동작 와이어는 상기 근위지골 지지체를 통과할 수 있다.
상기 근위지골 지지체는, 상기 근위지골 지지체의 부분 중 엄지 손가락의 안쪽 부분에 형성되고 상기 굴곡 와이어가 통과하는 제 3 굴곡 홀; 및 상기 근위지골 지지체의 부분 중 엄지 손가락의 바깥쪽 부분 형성되고 상기 신전 와이어가 통과하는 제 3 신전 홀을 포함할 수 있고, 상기 제어부가 굴곡 액추에이터를 구동하는 경우, 상기 원위지골에 가까운 관절부터 순차적으로 굽혀질 수 있고, 상기 제어부가 신전 액추에이터를 구동하는 경우, 상기 원위지골에 가까운 관절부터 순차적으로 펴질 수 있다.
상기 대립 와이어, 복원 와이어, 굴곡 와이어 및 신전 와이어의 일단은 올가미 형태일 수 있고, 상기 대립 고정 홀, 복원 고정 홀, 굴곡 고정 홀 및 신전 고정 홀은, 상기 대립 와이어, 복원 와이어, 굴곡 와이어 및 신전 와이어 각각의 올가미 부분이 통과하는 만곡된 통로로 형성될 수 있다.
상기 굴곡 와이어 및 신전 와이어의 일단은 올가미 형태일 수 있고, 상기 제 3 굴곡 홀 및 제 3 신전 홀 각각은, 상기 굴곡 와이어 및 신전 와이어 각각의 올가미 부분에서 갈라진 2 줄의 와이어가 통과하는 2 개의 통로로 형성될 수 있다.
상기 손바닥 지지체, 중수골 지지체, 근위지골 지지체 및 근위지골 지지체는 일체형 장갑으로 형성될 수 있다.
일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치에 의하면 비교적 간단한 구성 및 제어 방식을 이용하여 손가락의 움직임을 구현할 수 있으므로, 손가락 운동 보조 장치를 소형화 및 경량화를 달성하기 유리할 수 있다.
일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치에 의하면 유연하고 가벼운 소재를 사용함에도 불구하고 엄지 손가락을 충분한 힘으로 견인할 수 있다.
일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치에 의하면, 엄지 손가락의 대립 동작 및 복원 동작을 포함한 다양한 움직임을 구현할 수 있다.
일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치에 의하면 자연 발생적인 관절 신장 순서에 따라서 관절을 신장시킬 수 있으므로, 자연스러운 손가락의 움직임을 구현할 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치를 나타내는 도면이다.
도 2는 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치의 블록도이다.
도 5는 일 실시 예에 따른 손바닥 지지체를 나타내는 도면이다.
도 6은 일 실시 예에 따른 중수골 지지체를 나타내는 도면이다.
도 7은 일 실시 예에 따른 근위지골 지지체를 나타내는 도면이다.
도 8a 및 8b는 일 실시 예에 따른 원위지골 지지체를 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 일 실시 예에 따른 동작 와이어의 동작 지점을 나타내는 도면이다.
도 10은 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치의 동작에 따른 동작 와이어의 구동 강도를 나타내는 도면이다.
도 11 내지 도 14는 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치의 동작에 필요한 동작 와이어의 구동 강도를 나타내는 도면이다.
도 15 및 16은 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치의 동작에 따른 손가락 관절 움직임을 측정한 그래프이다.
도 17은 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치의 동작 와이어의 구동에 따라 손가락 관절의 움직임을 측정한 그래프이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치를 나타내는 도면이고, 도 2는 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치를 나타내는 도면이고, 도 3은 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치를 나타내는 도면이고, 도 4는 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치의 블록도이고, 도 5는 일 실시 예에 따른 손바닥 지지체를 나타내는 도면이고, 도 6은 일 실시 예에 따른 중수골 지지체를 나타내는 도면이고, 도 7은 일 실시 예에 따른 근위지골 지지체를 나타내는 도면이고, 도 8a 및 8b는 일 실시 예에 따른 원위지골 지지체를 나타내는 도면이다.
도 1 내지 도 8b를 참조하면, 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치(1)는, 엄지 손가락을 포함한 손 부분에 장착되어 자연스럽고 다양한 손가락의 움직임을 구현할 수 있다. 손가락 운동 보조 장치는 손바닥 지지체(11), 중수골 지지체(12), 근위지골 지지체(13), 원위지골 지지체(14), 복수개의 동작 와이어(171, 172, 173, 174), 액추에이터(16) 및 제어부(18)를 포함할 수 있다.
손바닥 지지체(11)는, 사용자의 손목 및 손바닥의 적어도 일부를 감싸도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 손바닥 지지체(11)는, 손목뼈를 구성하는 수근골(carpal) 및 중수골(metacarpal)의 일부를 감싸도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 손바닥 지지체(11)는 휘어질 수 있는 유연한 소재로 형성될 수 있고, 얇은 평면 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 손바닥 지지체(11)는 손목 또는 손바닥의 굴곡진 형상에 따라서 휘어질 수 있고, 손바닥의 적어도 일부를 감쌀 수 있다.
예를 들어, 손바닥 지지체(11)는 유연한 폴리머 소재로 형성될 수 있고, 피부와 밀착되어 손목 및 손바닥부분을 견인할 수 있는 충분한 마찰력을 제공할 수 있다.
예를 들어, 손바닥 지지체(11)는, 손목부(111), 제 1 연장부(112), 제 2 연장부(113), 연결부(114), 제 1 굴곡 홀(115), 대립 홀(116), 제 1 신전 홀(117) 및 복원 홀(118)을 포함할 수 있다.
손목부(111)는, 손목 및 손바닥의 밑부분, 다시 말하면, 손목과 손바닥을 연결하는 수근골 주변을 감싸는 부재일 수 있다.
예를 들어, 손목부(111)는 스트랩부(1111), 제 1 버튼(1112) 및 제 1 체결 홈(1113)을 포함할 수 있다.
스트랩부(1111)는, 손목부(111)로부터 손의 길이 방향과 수직한 횡 방향, 즉, 손의 둘레 방향으로 길게 연장되어 형성될 수 있고, 스트랩부(1111)는 손바닥의 하측 부분을 둘러 감싼 이후, 손목부(111)와 체결될 수 있다.
제 1 버튼(1112)은, 스트랩부(1111)의 돌출된 일단 부분에 형성된 버튼형 부재일 수 있고, 스트랩부(1111)가 손바닥 부분을 감싼 이후, 제 1 체결 홈(1113)에 체결될 수 있다
제 1 체결 홈(1113)은, 제 1 버튼(1112)이 체결될 수 있는 복수개의 구멍으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 체결 홈(1113)은 손바닥의 둘레 방향에 따라 일정한 간격으로 이격된 구멍일 수 있다.
제 1 버튼(1112) 및 제 1 체결 홈(1113)에 의하면, 손목부(111)는 사용자의 손목을 감싸도록 배치된 이후, 움직이지 않도록 고정될 수 있고, 제 1 버튼(1112) 및 제 1 체결 홈(1113)의 체결 위치가 조절 가능함에 따라, 손목부(111)의 사이즈는, 사용자의 손목의 크기에 맞춰 조절될 수 있다.
제 1 연장부(112)는, 손목부(111)의 일측으로부터 손의 길이 방향으로 연장되는 부재일 수 있다. 예를 들어, 제 1 연장부(112)는 손목부(111)로부터 사용자의 손바닥과 접촉하도록 돌출될 수 있다.
예를 들어, 제 1 연장부(112)는 사용자의 수근골로부터 중수골의 말단 부분까지 연장될 수 있다.
제 2 연장부(113)는, 손목부(111)의 타측으로부터 손의 길이 방향으로 연장되는 부재일 수 있다. 예를 들어, 제 1 연장부(112)는 손목부(111)로부터 사용자의 손등과 접촉하도록 돌출될 수 있다.
예를 들어, 제 2 연장부(113)는 사용자의 수근골로부터 연결된 중수골의 말단 부분까지 연장될 수 있다.
연결부(114)는 손목부(111)로부터 돌출된 제 1 연장부(112) 및 제 2 연장부(113) 각각의 일측을 서로 연결하는 부재일 수 있다.
예를 들어, 손바닥 지지체(11)가 사용자의 손에 장착된 이후, 제 1 연장부(112) 및 제 2 연장부(113) 각각의 타측은 서로 체결될 수 있다. 이러한 체결은, 제 1 연장부(112) 및 제 2 연장부(113)의 일측에 형성된 버튼 및 홈(1121, 1131)을 통해 이루어질 수 있다.
제 1 굴곡 홀(115)은, 손바닥 지지체(11)의 부분 중 손바닥과 접촉하는 면을 따라 형성된 통로일 수 있다. 예를 들어, 제 1 굴곡 홀(115)은, 손의 길이 방향을 따라, 손목부(111)로부터 제 1 연장부(112)의 일부를 통과하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 굴곡 홀(115)은 후술할 굴곡 와이어(171)가 통과하는 통로일 수 있다.
대립 홀(116)은, 손바닥 지지체(11)의 부분 중 손바닥과 접촉하는 면을 따라 형성된 통로일 수 있다. 예를 들어, 대립 홀(116)은, 손의 길이 방향을 따라, 손목부(111)를 통과하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 대립 홀(116)은 후술할 대립 와이어(172)가 통과하는 통로일 수 있다.
제 1 신전 홀(117)은, 손바닥 지지체(11)의 부분 중 손등과 접촉하는 면을 따라 형성된 통로일 수 있다. 예를 들어, 제 1 신전 홀(117)은, 손의 길이 방향을 따라, 손목부(111)를 통과하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 신전 홀(117)은 후술할 신전 와이어(173)가 통과하는 통로일 수 있다.
복원 홀(118)은, 손바닥 지지체(11)의 부분 중 손등과 접촉하는 면을 따라 형성된 통로일 수 있다. 예를 들어, 복원 홀(118)은, 손의 길이 방향을 따라, 손목부(111) 및 제 1 연장부(112)의 일부를 통과하도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 5와 같이, 복원 홀(118)의 단부는 엄지 손가락의 중수골 또는 근위지골(proximal phalanx)을 향하는 방향으로 만곡되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 복원 홀(118)은 후술할 복원 와이어(174)가 통과하는 통로일 수 있다.
중수골 지지체(12)는, 사용자의 엄지 손가락이 시작되는 부분, 다시 말하면, 중수골(metacarpal) 및 엄지의 근위지골(proximal phalanx)의 일부를 감싸도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 중수골 지지체(12)는 휘어질 수 있는 유연한 소재로 형성될 수 있고, 얇은 평면 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 중수골 지지체(12)는 엄지 손가락의 중수골 및 근위지골 부분의 굴곡진 형상에 따라 휘어질 수 있고, 중수골의 일부를 감싸서 지지할 수 있다.
예를 들어, 중수골 지지체(12)는 유연한 폴리머 소재로 형성될 수 있고, 피부와 밀착되어 엄지 손가락의 중수골 부분을 견인할 수 있는 마찰력을 제공할 수 있다.
예를 들어, 중수골 지지체(12)는 고정부(121), 돌출부(122), 대립 고정 홀(123), 복원 고정 홀(124), 제 2 굴곡 홀(125) 및 제 2 신전 홀(126)을 포함할 수 있다.
고정부(121)는 엄지의 근위지골과 연결되는 중수골의 말단 부분을 감싸는 부재일 수 있다. 예를 들어, 고정부(121)는 돌출부(122)의 제 2 체결 홈(1221)에 체결될 수 있는 제 2 버튼(1211)을 포함할 수 있다.
돌출부(122)는 고정부(121)의 일단으로부터 절곡 되어 연장된 부재일 수 있다. 예를 들어, 돌출부(122)는 중수골 부분을 감싸는 고정부(121)를 고정시킬 수 있다.
예를 들어, 돌출부(122)는 손바닥과 접촉하는 고정부(121)의 일측에서 돌출할 수 있고, 돌출된 타단은 엄지와 검지가 분지되는 부분을 둘러 감싼 이후, 고정부(121)의 타측에 연결될 수 있다.
여기서, 돌출부(122)는 돌출되는 방향에 따라서 일정한 간격으로 이격된 제 2 체결 홈(1221)을 포함할 수 있고, 제 2 버튼(1211)이 제 2 체결 홈(1221)에 삽입됨에 따라서, 중수골 지지체(12)가 사용자의 손에 고정될 수 있다. 또한, 제 2 버튼(1211) 및 제 2 체결 홈(1221)의 체결 위치가 조절 가능함에 따라, 중수골 지지체(12)의 사이즈는, 사용자의 근위지골 및 중수골 부분의 크기에 맞춰서 조절될 수 있다.
대립 고정 홀(123)은, 고정부(121)의 부분 중 손바닥과 접촉하는 부분에 형성되는 통로일 수 있다. 예를 들어, 대립 고정 홀(123)은, 고정부(121)의 부분 중 수근골 및 손바닥 안쪽을 향하는 일측에 형성될 수 있다. 예를 들어, 대립 고정 홀(123)에는, 대립 와이어(172)의 말단 부분이 통과하여 고정될 수 있다.
예를 들어, 통로로 형성된 대립 고정 홀(123)의 일단 및 타단은 고정부(121)의 일측에서 인접하도록 형성될 수 있고, 통로의 형상은 대립 고정 홀(123)의 일단 및 타단 사이에서 만곡된 형상을 가질 수 있고, 예를 들어 "U"자형 형상을 가질 있다.
복원 고정 홀(124)은, 고정부(121)의 부분 중 손등과 접촉하는 부분에 형성되는 통로일 수 있다. 예를 들어, 복원 고정 홀(124)은, 고정부(121)의 부분 중 수근골 및 손등의 안쪽을 향하는 타측에 형성될 수 있다. 예를 들어, 복원 고정 홀(124)에는, 복원 와이어(174)의 말단 부분이 통과하여 고정될 수 있다.
예를 들어, 통로로 형성된 복원 고정 홀(124)의 일단 및 타단은 고정부(121)의 일측에서 서로 인접하도록 형성될 수 있고, 통로의 형상은 복원 고정 홀(124)의 일단 및 타단 사이에서 만곡된 형상을 가질 수 있고, 예를 들어 "U"자형 형상을 가질 있다.
제 2 굴곡 홀(125)은, 고정부(121)의 부분 중 손바닥과 접촉하는 부분을 통과하는 통로일 수 있다. 예를 들어, 제 2 굴곡 홀(125)은, 고정부(121)의 부분 중 손바닥의 안쪽 부분과 인접한 단부로부터 엄지 손가락의 근위지골의 안쪽 부분에 인접한 단부까지 관통하는 통로일 수 있다. 예를 들어, 제 2 굴곡 홀(125)에는 굴곡 와이어(171)가 통과할 수 있다.
제 2 신전 홀(126)은, 고정부(121)의 부분 중 손등과 접촉하는 부분을 통과하는 통로일 수 있다. 예를 들어, 제 2 굴곡 홀(125)은, 고정부(121)의 부분 중 엄지 바깥쪽 부분의 중수골 및 수근골 사이의 관절 부위와 인접한 단부로부터 엄지 손가락의 근위지골의 바깥쪽 부분에 인접한 단부까지 관통하는 통로일 수 있다. 예를 들어, 제 2 신전 홀(126)에는 신전 와이어(173)가 통과할 수 있다.
근위지골 지지체(13)는, 엄지의 근위지골 부분의 적어도 일부를 감싸도록 장착될 수 있다. 예를 들어, 근위지골 지지체(13)는, 도 7과 같이, 하측이 개방된 반지형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 근위지골 지지체(13)는 제 3 굴곡 홀(132) 및 제 3 신전 홀(13 1)을 포함할 수 있다.
제 3 굴곡 홀(132)은, 근위지골 지지체(13)의 하측, 다시 말하면, 사용자의 엄지 손가락이 굽혀지는 부분에 인접하게 위치된 구멍일 수 있다. 예를 들어, 제 3 굴곡 홀(132)에는, 굴곡 와이어(171)가 통과할 수 있다.
예를 들어, 제 3 굴곡 홀(132)은 측 방향으로 이격된 2 개의 구멍으로 형성될 수 있고, 이 경우, 굴곡 와이어(171)는 2 갈래로 분지되어 각각의 구멍을 통과할 수 있다.
제 3 신전 홀(131)은, 근위지골 지지체(13)의 상측, 다시 말하면, 사용자의 엄지 손가락의 바깥쪽 부분에 인접하게 위치된 구멍일 수 있다. 예를 들어, 제 3 신전 홀(131)에는, 신전 와이어(173)가 통과할 수 있다.
예를 들어, 제 3 신전 홀(131)은 측 방향으로 이격된 2 개의 구멍으로 형성될 수 있고, 이 경우, 신전 와이어(173)는 2 갈래로 분지되어 각각의 구멍을 통과할 수 있다.
원위지골 지지체(14)는, 사용자의 엄지 손가락의 원위지골(distal phalanx)에 장착될 수 있다. 예를 들어, 원위지골 지지체(14)는, 도 8a 및 8b와 같이, 엄지 손가락의 말단에 끼워지는 골무 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 원위지골 지지체(14)는, 휘어질 수 있는 유연한 폴리머 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 원위지골 지지체(14)는 피부와 밀착되어 엄지 손가락의 원위지골 부분을 견인할 수 있는 마찰력을 가질 수 있다.
예를 들어, 원위지골 지지체(14)는 굴곡 고정 홀(141) 및 신전 고정 홀(142)을 포함할 수 있다.
굴곡 고정 홀(141)은, 원위지골 지지체(14)의 부분 중 엄지 손가락이 굽혀지는 방향, 다시 말하면, 지문이 형성된 부분과 접촉하는 부분에 형성된 통로일 수 있다.
예를 들어, 굴곡 고정 홀(141)은 통로의 일단 및 타단이 근위지골을 향해 개방되어 있을 수 있고, 통로의 형상은 상기 통로의 일단 및 타단 사이에서 만곡된 형상, 예를 들어, U자형 형상을 가질 수 있다.
신전 고정 홀(142)은, 원위지골 지지체(14)의 부분 중 엄지 손가락의 바깥쪽 부분, 다시 말하면, 손톱과 접촉하는 부분에 형성된 통로일 수 있다.
예를 들어, 굴곡 고정 홀(141)은 통로의 일단 및 타단이 근위지골을 향해 개방되어 있을 수 있고, 통로의 형상은 상기 통로의 일단 및 타단 사이에서 만곡된 형상, 예를 들어, U자형 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 손바닥 지지체(11), 중수골 지지체(12), 근위지골 지지체(13) 및 원위지골 지지체(14)는 일체형으로 형성될 수 있고, 예를 들어, 하나의 장갑으로 형성될 수 있다.
복수개의 동작 와이어(171, 172, 173, 174)는, 사용자의 엄지 손가락을 견인함으로써 다양한 움직임을 구현할 수 있다. 예를 들어, 복수개의 동작 와이어(171, 172, 173, 174)는, 제 1 동작 와이어(172, 174) 및 제 2 동작 와이어(171, 173)를 포함할 수 있다.
제 1 동작 와이어(172, 174)는 손바닥 지지체(11)를 통과하여 중수골 지지체(12)에 연결되는 와이어일 수 있다. 예를 들어, 제 1 동작 와이어(172, 174)의 일단은 액추에이터(16)에 연결될 수 있고, 타단은 중수골 지지체(12)에 고정될 수 있다.
예를 들어, 제 1 동작 와이어(172, 174)는, 사용자의 엄지 손가락의 중수골을 수근골에 대해서 이동 및 회전 시킬 수 있다.
예를 들어, 제 1 동작 와이어(172, 174)는 대립 와이어(172) 및 복원 와이어(174)를 포함할 수 있다.
대립 와이어(172)는 엄지 손가락의 대립 동작(opposition)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 엄지 손가락의 대립 동작은, 엄지 손가락의 중수골을 수근골에 대해 움직이도록 하여 엄지 손가락을 손바닥을 가로지르도록 내측으로 회전 및 내전(adduction)시키는 동작일 수 있다.
예를 들어, 대립 와이어(172)의 일단은 후술할 대립 액추에이터(162)에 연결될 수 있고, 타단은 손바닥 지지체(11)의 대립 홀(116)을 통과하여 중수골 지지체(12)의 대립 고정 홀(123)에 고정될 수 있다.
예를 들어, 대립 와이어(172)의 타단은 2갈래로 분지된 후 다시 합쳐지는 올가미 또는 고리 형상을 가질 수 있고, 상기 올가미 부분이 대립 고정 홀(123)의 만곡된 통로를 지나가도록 설치될 수 있다.
복원 와이어(174)는 엄지 손가락의 복원 동작(reposition)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 복원 동작은 대립 동작을 수행하고 있는 엄지 손가락이 다시 원래의 위치로 복원시키기 위해 중수골을 수근골에 대해 회전 및 외전(abduction)시키는 동작이다.
예를 들어, 복원 와이어(174)의 일단은 후술할 복원 액추에이터(164)에 연결될 수 있고, 타단은 손바닥 지지체(11)의 복원 홀(118)을 통과하여 중수골 지지체(12)의 복원 고정 홀(124)에 고정될 수 있다.
예를 들어, 복원 와이어(174)의 타단은 2갈래로 분지된 후 다시 합쳐지는 올가미 또는 고리 형상을 가질 수 있고, 상기 올가미 부분이 복원 고정 홀(124)의 만곡된 통로를 지나가도록 설치될 수 있다.
제 2 동작 와이어(171, 173)는, 손바닥 지지체(11), 중수골 지지체(12) 및 근위지골 지지체(13)를 통과하여 원위지골 지지체(14)에 연결되는 와이어일 수 있다. 예를 들어, 제 2 동작 와이어(171, 173)의 일단은 액추에이터(16)에 연결될 수 있고, 타단은 중수골 지지체(12)에 고정될 수 있다.
예를 들어, 제 2 동작 와이어(171, 173)는 굴곡 와이어(171) 및 신전 와이어(173)를 포함할 수 있다.
굴곡 와이어(171)는, 엄지 손가락의 굴곡 동작(flexion)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 굴곡 동작은 엄지 손가락의 근위지골과 원위지골 및 근위지골과 중수골 사이의 각도를 감소시키는, 즉, 엄지 손가락을 굽히는 동작일 수 있다.
예를 들어, 굴곡 와이어(171)의 일단은 후술할 굴곡 액추에이터(161)에 연결될 수 있고, 타단은 손바닥 지지체(11)의 제 1 굴곡 홀(115), 중수골 지지체(12)의 제 2 굴곡 홀(125) 및 근위지골 지지체(13)의 제 3 굴곡 홀(132)을 통과하여 원위지골 지지체(14)의 굴곡 고정 홀(141)에 고정될 수 있다.
예를 들어, 굴곡 와이어(171)의 타단은 2갈래로 분지된 후 다시 합쳐지는 올가미 또는 고리 형상을 가질 수 있고, 상기 올가미 부분이 굴곡 고정 홀(141)의 만곡된 통로를 지나가도록 설치될 수 있다.
신전 와이어(173)는 엄지 손가락의 신전 동작(extension)을 수행할 수 있다. 예를 들어, 신전 동작은 엄지 손가락의 근위지골과 원위지골 및 근위지골 및 중수골 사이의 각도를 증가시키는, 즉, 엄지 손가락을 펴는 동작일 수 있다.
예를 들어, 신전 와이어(173)의 일단은 후술할 신전 액추에이터(163)에 연결될 수 있고, 타단은 손바닥 지지체(11)의 제 1 신전 홀(117), 중수골 지지체(12)의 제 2 신전 홀(126) 및 근위지골 지지체(13)의 제 3 신전 홀(131)을 통과하여 원위지골 지지체(14)의 신전 고정 홀(142)에 고정될 수 있다.
예를 들어, 신전 와이어(173)의 타단은 2 갈래로 분지된 후 다시 합쳐지는 올가미 또는 고리 형상을 가질 수 있고, 상기 올가미 부분이 신전 고정 홀(142)의 만곡된 통로를 지나가도록 설치될 수 있다.
예를 들어, 근위지골 지지체(13)에 의하면, 엄지 손가락이 굴곡 동작 및 신전 동작을 수행하는 경우, 굴곡 와이어(171) 및 신전 와이어(173)가 엄지 손가락으로부터 이탈되는 것을 방지하고, 엄지 손가락 관절의 신장 순서에 따라서 관절을 움직이게 할 수 있다.
구체적으로, 굴곡 와이어(171) 및 신전 와이어(173)가 액추에이터(16)를 통해 인장되어 각각 굴곡 동작 및 신전 동작이 수행될 때, 인장된 굴곡 와이어(171) 및 신전 와이어(173)는 일차적으로 근위지골 지지체(13)에 지지되어, 인장력이 원위지골로부터 근위지골을 향한 방향으로 먼저 인가될 수 있다.
위의 구조에 의하면, 엄지 손가락의 원위지골이 근위지골에 대해서 회전할 수 있고, 그 다음 근위지골이 중수골에 대해서 회전할 수 있어서, 자연스러운 손가락의 움직임을 구현할 수 있다. 다시 말하면, 원위지골에 가까운 관절부터 순차적으로 굽혀지거나, 순차적으로 펴질 수 있다.
예를 들어, 복수개의 동작 와이어(171, 172, 173, 174)는, 탄성이 있는 소재로 형성될 수 있어서, 상기 동작들이 부드럽게 수행될 수 있고, 상기 동작들이 갑작스럽게 수행되는 것을 방지할 수 있다.
액추에이터(16)는, 복수개의 동작 와이어(171, 172, 173, 174)의 일단에 연결되어, 각각의 동작 와이어(171, 172, 173, 174)에 선택적으로 인장력을 제공할 수 있다. 예를 들어 액추에이터(16)는 굴곡 액추에이터(161), 대립 액추에이터(162), 신전 액추에이터(163) 및 복원 액추에이터(164)를 포함할 수 있다.
굴곡 액추에이터(161)는, 손바닥 지지체(11)의 제 1 굴곡 홀(115)의 일단, 즉, 근위 방향과 가까운 방향으로 돌출된 굴곡 와이어(171)의 일단에 연결되어 굴곡 와이어(171)를 인장시킬 수 있다.
대립 액추에이터(162)는, 손바닥 지지체(11)의 대립 홀(116)의 일단, 즉, 근위 방향과 가까운 방향으로 돌출된 대립 와이어(172)의 일단에 연결되어 대립 와이어(172)를 인장시킬 수 있다.
신전 액추에이터(163)는, 손바닥 지지체(11)의 제 1 신전 홀(117)의 일단, 즉, 근위 방향과 가까운 방향으로 돌출된 신전 와이어(173)의 일단에 연결되어 신전 와이어(173)를 인장시킬 수 있다.
복원 액추에이터(164)는, 손바닥 지지체(11)의 복원 홀(118)의 일단, 즉, 근위 방향과 가까운 방향으로 돌출된 복원 와이어(174)의 일단에 연결되어 복원 와이어(174)를 인장시킬 수 있다.
제어부(18)는, 액추에이터(16)의 구동을 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(18)는 굴곡 액추에이터(161), 대립 액추에이터(162), 신전 액추에이터(163) 및 복원 액추에이터(164)를 개별적으로 제어할 수 있고, 각각의 액추에이터(16)에 인가되는 인장력의 강도를 조절함으로써, 다양한 손가락의 운동을 구현할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 일 실시 예에 따른 동작 와이어의 동작 지점을 나타내는 도면이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 복수개의 동작 와이어(171, 172, 173, 174)가 사용자의 손의 어느 지점에 부착되어 동작되는지 판단할 수 있다.
대립 와이어(172)는 엄지 손가락을 구성하는 뼈들 중 중수골 부분의 바깥쪽에 고정될 수 있고, 중수골 및 수근골 사이의 수근중수골 관절(carpometacarpal joint, CMC)을 움직이도록 하여 엄지 손가락의 대립 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 대립 와이어(172)는 상기 대립 동작의 수행을 담당하는 무지 대립근(opponent pollicis) 및 무지 내전근(adductor pollicis)의 역할을 대체할 수 있으며, 이하의 도면에서는 설명 및 도시의 편의상 대립 와이어(172)를 "OP"로 표기하기로 한다.
복원 와이어(174)는 엄지 손가락을 구성하는 뼈들 중 중수골 부분의 안쪽에 고정될 수 있고, 중수골 및 수근골 사이의 수근중수골 관절(CMC)을 움직이도록 하여 엄지 손가락의 복원 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 복원 와이어(174)는 상기 대립 동작의 수행을 담당하는 무지 외전근(abductor pollicis)의 역할을 대체할 수 있으며, 이하의 도면에서는 도시의 편의상 복원 와이어(174)를 "RP"로 표기하기로 한다.
굴곡 와이어(171)는, 엄지 손가락을 구성하는 뼈들 중 근위지골 부분의 안쪽에 고정될 수 있고, 근위지골 및 원위지골 사이의 근위지간 관절(proximal interphalangeal joint, IP) 및 근위지골 및 중수골 사이의 중수지절 관절(metacarpophalangeal joint, MP)을 움직이도록 하여 엄지 손가락의 굴곡 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 굴곡 와이어(171)는, 상기 굴곡 동작의 수행을 담당하는 단무지 굴근(flexor pollicis brevis)의 역할을 대체할 수 있으며, 이하의 도면에는 도시의 편의상 굴곡 와이어(171)를 "FPL"로 표기하기로 한다.
신전 와이어(173)는, 엄지 손가락을 구성하는 뼈들 중 근위지골 부분의 바깥쪽에 고정될 수 있고, 근위지골 및 원위지골 사이의 근위지간 관절(IP) 및 근위지골 및 중수골 사이의 중수지절 관절(MP)을 움직이도록 하여 엄지 손가락의 신전 동작을 수행할 수 있다.
예를 들어, 신전 와이어(173)는, 상기 신전 동작의 수행을 담당하는 장무지 신근(extensor pollicis longus)의 역할을 대체할 수 있으며, 이하의 도면에는 도시의 편의상 굴곡 와이어(171)를 "EPL"로 표기하기로 한다.
도 10은 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치의 동작에 따른 동작 와이어의 구동 강도를 나타내는 도면이다.
도 10을 참조하면, a 내지 d에 도시된 동작을 수행하는데 필요한 동작 와이어(171, 172, 173, 174)의 유형 및 제어부(18)가 액추에이터(16)를 통해 각각의 동작 와이어(171, 172, 173, 174)들을 인장하는 강도를 확인할 수 있다.
예를 들어, 액추에이터(16)를 통해 각각의 와이어(171, 172, 173, 174)를 인장하는 강도는 최소의 크기인 "0"부터 최대치인 "5" 사이의 값으로 나타낼 수 있다.
예를 들어, a와 같이 엄지 손가락이 최대로 신전 및 복원된 상태에서 b와 같이 엄지 손가락을 손바닥 내측으로 회전시키는 대립 동작을 수행하기 위해, 표와 같이 대립 와이어(OP, 172)에 인가되는 인장력을 5로 설정할 수 있다.
이후, 복원 와이어(RP, 174) 및 굴곡 와이어(FPL, 171)에 인가되는 인장력을 모두 5로 설정함으로써, 엄지손가락은 c와 같이 복원 동작을 수행함과 동시에 굴곡 동작을 수행할 수 있다.
이후, 굴곡 와이어(FPL, 171)에 인가되는 인장력을 해제하고, 신전 와이어(EPL, 173)의 인장력을 2로 설정함으로써, 중수골의 위치는 고정된 상태에서 근위지간 관절 및 중수지간 관절의 각도가 커짐에 따라서, 엄지 손가락은 d와 같이 어느 정도 펴진 상태로 전환될 수 있다.
d의 상태에서, 신전 와이어(EPL, 173)의 인장력을 최대로 설정함으로써, 엄지손가락은 a와 같이 최대로 펴진 상태로 전환될 수 있다.
도 11 내지 도 14는 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치의 동작에 필요한 동작 와이어의 구동 강도를 나타내는 도면이다.
도 11 내지 도 14를 참조하면, 사용자가 일상 생활에서 사용되는 물품들을 파지하거나 사용하는 경우, 그에 따른 엄지 손가락의 동작을 손가락 운동 보조 장치(1)를 통해 수행하는 모습을 확인할 수 있다.
구체적으로, 여러 가지 형상의 물건을 파지 또는 사용하는데 있어서, 엄지 손가락의 동작에 필요한 와이어의 종류와 인장 강도를 확인할 수 있다.
도 11을 참조하면, 손가락 운동 보조 장치(1)는, 카드와 같은 얇은 물체를 엄지 손가락과 검지 손가락 사이에서 파지할 수 있다. 예를 들어, 대립 와이어(OP, 172) 및 복원 와이어(RP, 174)로 서로 비슷한 크기의 인장력을 가함으로써, 엄지 손가락의 중수골을 검지 손가락의 중수골에 대해 적당한 간격을 가진 상태로 이격 시킬 수 있고, 그 상태에서 굴곡 와이어(FPL, 171)를 동작시킴으로써, 엄지 손가락의 끝 부분과 검지 손가락 사이에서 카드를 파지할 수 있다.
도 12를 참조하면, 손가락 운동 보조 장치(1)는, 물병과 같이 어느 정도 부피가 있는 물건을 엄지 손가락과 나머지 손가락들 사이에서 파지할 수 있다. 예를 들어, 엄지 손가락을 제외한 나머지 손가락 및 손바닥으로 물병의 일측을 파지하고, 엄지 손가락으로 물병의 반대측을 파지하기 위해서, 대립 와이어(OP, 172)에 큰 인장력이 가해질 수 있다. 이를 통해, 손가락이 손바닥 안쪽을 향해 회전 및 내전되어 물병의 양측을 가압할 수 있다. 또한, 굴곡 와이어(FPL, 171)를 통해 엄지 손가락을 굽히게 함으로써, 물병이 파지된 상태에서 쉽게 빠지지 않게 될 수 있다.
도 13 및 14를 참조하면, 손가락 운동 보조 장치(1)는, 스마트 폰과 같은 터치 디바이스를 파지하고 사용할 수 있다. 예를 들어, 엄지 손가락을 제외한 나머지 손가락으로 스마트 폰을 지지하고 있는 상태에서, 손가락 운동 보조 장치(1)는 대립 와이어(OP, 172), 복원 와이어(RP, 174), 굴곡 와이어(FPL, 171) 및 신전 와이어(EPL, 173)의 동작의 조합을 통해서, 스마트 폰의 스크린 상에서, 엄지 손가락의 접촉 위치를 다양하게 조절하는 것이 가능할 수 있다. 또한, 도 14와 같이, 복원 와이어(RP, 174) 및 신전 와이어(EPL, 173)로 인가되는 인장력을 증가시켜 사용자로 하여금 엄지 손가락으로 스마트 폰의 스크린을 가리지 않고, 파지하는 것 또한 가능할 수 있다.
도 15 및 16은 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치의 동작에 따른 손가락 관절 움직임을 측정한 그래프이다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 액추에이터(16)를 통해, 대립 와이어(OP, 172)와 복원 와이어(RP, 174)를 번갈아 동작시키는 경우(도 15) 그리고 굴곡 와이어(FPL, 171)와 신전 와이어(EPL, 173)를 번갈아 가면서 동작시켰을 경우(도 16), 그에 따라 측정된 수근중수골 관절의 신장(CMC extension)에 따른 각도, 수근중수골 관절의 외전(CMC abduction)에 따른 각도, 중수지절 관절의 굴곡(MP flexion)에 따른 각도 및 근위지간 관절의 굴곡(IP flexion)에 따른 각도를 측정한 그래프이다.
여기서, 수근중수골 관절의 신장(CMC Ext)의 각도는, 엄지 손가락이 검지 손가락으로부터 손바닥과 수평한 방향으로 회전하는 동작에 따라 형성되는 각도로서, 손바닥을 수직한 방향에서 바라보았을 경우, 엄지 손가락의 중수골 및 검지 손가락의 중수골 사이에서 형성되는 각도일 수 있다.
수근중수골 관절의 외전(CMC abduction)에 따른 각도는, 엄지 손가락의 중수골이 손바닥과 수직하게 되도록 회전하는 동작에 따라 형성되는 각도로서, 손의 옆모습을 손바닥과 수평한 방향에서 바라보았을 경우, 손바닥과 엄지 손가락 사이에서 형성되는 각도일 수 있다.
중수지절 관절의 굴곡(MP Fl)에 따른 각도는, 엄지 손가락이 굴곡 동작을 수행하는 경우, 엄지 손가락의 중수골 및 근위지골 사이에서 형성되는 각도일 수 있다.
근위지간 관절의 굴곡(IP Fl)에 다른 각도는, 엄지 손가락이 굴곡 동작을 수행하는 경우, 엄지 손가락의 근위지골 및 원위지골 사이에서 형성되는 각도일 수 있다.
도 15에서 측정된 수치를 살펴보면, 손가락 운동 보조 장치(1)를 통해 수행되는 대립 동작 및 복원 동작은 각각의 동작이 반복적으로 수행되어도, 상호 동작 간에 뚜렷하게 구별되는 관절의 움직임을 야기한다는 것을 확인할 수 있고, 일정한 주기에 따라 일정한 관절 각도로 변형된다는 것을 확인할 수 있다.
도 16에서 측정된 수치에서도 마찬가지로, 굴곡 동작 및 신전 동작은 각각의 동작이 반복적으로 수행되어도, 상호 동작 간에 뚜렷하게 구별되는 관절의 움직임을 야기한다는 것을 확인할 수 있고, 일정한 주기에 따라 일정한 관절 각도로 변형된다는 것을 확인할 수 있다.
도 15 및 도 16의 그래프에 의하면, 손가락 운동 보조 장치(1)는, 각각의 동작을 반복적으로 번갈아 가면서 수행하더라도 항상 일관적인 관절의 이동이 반복적으로 측정 된다는 점에서 엄지 손가락을 견고하게 견인할 수 있다는 점을 확인할 수 있고, 동작의 일관성 및 신뢰성이 우수하다는 점 또한 확인할 수 있다.
도 17은 일 실시 예에 따른 손가락 운동 보조 장치의 동작 와이어의 구동에 따라 손가락 관절의 움직임을 측정한 그래프이다.
구체적으로, 도 17은, 액추에이터(16)를 통해 복수의 동작 와이어(171, 172, 173, 174)를 각각 또는 조합하여 구동하였을 경우, 수근중수골 관절의 신장(CMC Ext) 각도, 수근중수골 관절의 외전(CMC Ab) 각도, 중수지절 관절의 굴곡(MP Fl) 각도 및 근위지간 관절의 굴곡(IP Fl) 각도를 측정한 그래프이다.
그래프에서 대립 와이어(OP, 172)를 단독으로 구동한 상태와 복원 와이어(RP, 174)를 단독으로 구동한 상태를 비교하면, 수근중수골 관절의 신장(CMC Ext) 각도는 대립 와이어(OP, 172)를 구동한 경우에서 비교적 높게 측정되고, 수근중수골 관절의 외전(CMC Ab) 각도는 복원 와이어(RP, 174)를 구동한 경우에서 비교적 높게 측정되는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 손가락 운동 보조 장치(1)의 대립 동작 및 복원 동작이 효과적으로 수행된다는 것을 알 수 있다.
그래프에서 대립 와이어(OP, 172) 및 굴곡 와이어(FPL, 171)를 동시에 구동한 상태와 대립 와이어(OP, 172) 및 신전 와이어(EPL, 173)를 동시에 구동한 상태를 비교하면, 수근중수골 관절의 외전(CMC Ab) 각도는 양쪽 모두의 경우에서 거의 동일하게 유지되고, 수근중수골 관절의 신장(CMC Ext) 각도는 대립 와이어(OP, 172) 및 굴곡 와이어(FPL, 171)를 동시에 구동한 상태에서 보다 높게 측정되었다. 이를 통해, 손가락 운동 보조 장치(1)를 통한 대립 동작 상태에서 굴곡 동작을 수행하는 경우, 수근중수골 관절의 외전(CMC Ab)이 발생하지 않는 것을 알 수 있다.
그래프에서 복원 와이어(RP, 174) 및 굴곡 와이어(FPL, 171)를 동시에 구동한 상태와 복원 와이어(RP, 174) 및 신전 와이어(EPL, 173)를 동시에 구동한 상태를 비교하면, 수근중수골 관절의 외전(CMC Ab) 각도는 복원 와이어(RP, 174) 및 굴곡 와이어(FPL, 171)를 동시에 구동한 상태에서 보다 높게 측정되었고, 수근중수골 관절의 신장(CMC Ext) 각도는 복원 와이어(RP, 174) 및 신전 와이어(EPL, 173)를 동시에 구동한 상태에서 보다 높게 측정되었다. 이를 통해, 손가락 운동 보조 장치(1)를 통한 복원 동작 상태에서 굴곡 동작을 수행하는 경우, 수근중수골 관절의 외전(CMC Ab) 및 수근중수골 관절의 신장(CMC Ext)이 같이 발생한다는 것을 알 수 있다.
이상과 같이 비록 한정된 도면에 의해 실시 예들이 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구조, 장치 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시 예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (11)

  1. 엄지 손가락의 원위지골 부위의 적어도 일부를 감싸도록 장착되는 원위지골 지지체;
    엄지 손가락의 중수골 부위의 적어도 일부를 감싸도록 장착되고, 손바닥과 접하는 부분을 따라 형성된 대립 고정 홀 및 손등과 접하는 부분을 따라 형성된 복원 고정 홀을 구비하는 중수골 지지체;
    엄지 손가락의 손바닥 부위의 적어도 일부를 감싸도록 장착되고, 손바닥과 접하는 부분을 따라 형성되는 대립 홀 및 손등과 접하는 부분을 따라 형성된 복원 홀을 구비하는 손바닥 지지체;
    상기 손바닥 지지체를 통과하여 중수골 지지체에 고정되고, 상기 대립 홀을 통과하여 상기 대립 고정 홀에 고정되는 대립 와이어 및 상기 복원 홀을 통과하여 상기 복원 고정 홀에 고정되는 복원 와이어를 구비하는 제 1 동작 와이어;
    상기 손바닥 지지체 및 중수골 지지체를 통과하여 원위지골 지지체에 고정되는 제 2 동작 와이어; 및
    상기 제 1 동작 와이어 및 제 2 동작 와이어와 연결되어 인장력을 제공하는 액추에이터를 포함하는 손가락 운동 보조 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 손바닥 지지체는,
    상기 손바닥 지지체의 부분 중 손바닥과 접하는 부분을 따라 형성되는 제 1 굴곡 홀; 및
    상기 손바닥 지지체의 부분 중 손등과 접하는 부분을 따라 형성되는 제 1 신전 홀을 포함하고,
    상기 중수골 지지체는,
    상기 중수골 지지체의 부분 중 손바닥과 접하는 부분을 따라 형성되는 제 2 굴곡 홀; 및
    상기 중수골 지지체의 부분 중 손등과 접하는 부분을 따라 형성되는 제 2 신전 홀을 포함하고,
    상기 원위지골 지지체는,
    상기 원위지골 지지체의 부분 중 손톱과 접하는 부분을 따라 형성되는 굴곡 고정 홀; 및
    상기 원위지골 지지체의 부분 중 지문과 접하는 부분을 따라 형성되는 신전 고정 홀을 포함하고,
    상기 제 2 동작 와이어는,
    상기 제 1 굴곡 홀 및 제 2 굴곡 홀을 통과하여 상기 굴곡 고정 홀에 고정되는 굴곡 와이어; 및
    상기 제 1 신전 홀 및 상기 제 2 신전 홀을 통과하여 상기 신전 고정 홀에 고정되는 신전 와이어를 포함하는 손가락 운동 보조 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 액추에이터는,
    대립 와이어를 구동하는 대립 액추에이터;
    복원 와이어를 구동하는 복원 액추에이터;
    굴곡 와이어를 구동하는 굴곡 액추에이터; 및
    신전 와이어를 구동하는 신전 액추에이터를 포함하고,
    상기 운동 보조 장치는,
    상기 대립 액추에이터, 복원 액추에이터, 굴곡 액추에이터 및 신전 액추에이터를 개별적으로 제어할 수 있는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부는 상기 대립 액추에이터 및 복원 액추에이터를 선택적으로 제어하여 중수골의 대립 동작 또는 복원 동작을 수행할 수 있고,
    상기 제어부는 상기 굴곡 액추에이터 및 신전 액추에이터를 선택적으로 제어하여 근위지골 및 근위지골의 굴곡 동작 또는 신장 동작을 수행할 수 있는 손가락 운동 보조 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 손바닥 지지체 및 중수골 지지체는,
    유연한 폴리머 소재로 형성되는 손가락 운동 보조 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 손바닥 지지체 및 중수골 지지체는 휘어질 수 있는 평면 형태를 가지고,
    상기 손바닥 지지체는,
    일측에 형성되는 제 1 버튼; 및
    타측에 형성되고, 상기 제 1 버튼과 결합하고, 서로 이격되어 형성된 복수개의 제 1 체결 홈을 더 포함하는,
    상기 중수골 지지체는,
    일측에 형성되는 제 2 버튼; 및
    타측에 형성되고, 상기 제 2 버튼과 결합하고, 서로 이격된 복수개의 제 2 체결 홈을 더 포함하는 손가락 운동 보조 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    엄지 손가락의 근위지골 부위의 적어도 일부를 감싸도록 장착되는 근위지골 지지체를 더 포함하고,
    상기 제 2 동작 와이어는 상기 근위지골 지지체를 통과하는 손가락 운동 보조 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 근위지골 지지체는,
    상기 근위지골 지지체의 부분 중 엄지 손가락의 안쪽 부분에 형성되고 상기 굴곡 와이어가 통과하는 제 3 굴곡 홀; 및
    상기 근위지골 지지체의 부분 중 엄지 손가락의 바깥쪽 부분 형성되고 상기 신전 와이어가 통과하는 제 3 신전 홀을 포함하고,
    상기 제어부가 굴곡 액추에이터를 구동하는 경우, 상기 원위지골에 가까운 관절부터 순차적으로 굽혀지고,
    상기 제어부가 신전 액추에이터를 구동하는 경우, 상기 원위지골에 가까운 관절부터 순차적으로 펴지는 것을 특징으로 하는 손가락 운동 보조 장치.
  9. 제 3 항에 있어서,
    상기 대립 와이어, 복원 와이어, 굴곡 와이어 및 신전 와이어의 일단은 올가미 형태이고,
    상기 대립 고정 홀, 복원 고정 홀, 굴곡 고정 홀 및 신전 고정 홀은,
    상기 대립 와이어, 복원 와이어, 굴곡 와이어 및 신전 와이어 각각의 올가미 부분이 통과하는 만곡된 통로로 형성되는 손가락 운동 보조 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 굴곡 와이어 및 신전 와이어의 일단은 올가미 형태이고,
    상기 제 3 굴곡 홀 및 제 3 신전 홀 각각은,
    상기 굴곡 와이어 및 신전 와이어 각각의 올가미 부분에서 갈라진 2 줄의 와이어가 통과하는 2 개의 통로로 형성된 손가락 운동 보조 장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 손바닥 지지체, 중수골 지지체, 근위지골 지지체 및 근위지골 지지체는 일체형 장갑으로 형성되는 손가락 운동 보조 장치.
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