KR102093555B1 - Wearable Type Hand Robot with Improved Thumb Motions - Google Patents

Wearable Type Hand Robot with Improved Thumb Motions Download PDF

Info

Publication number
KR102093555B1
KR102093555B1 KR1020180054118A KR20180054118A KR102093555B1 KR 102093555 B1 KR102093555 B1 KR 102093555B1 KR 1020180054118 A KR1020180054118 A KR 1020180054118A KR 20180054118 A KR20180054118 A KR 20180054118A KR 102093555 B1 KR102093555 B1 KR 102093555B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
thumb
wire
finger
movement
tube
Prior art date
Application number
KR1020180054118A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR20180127201A (en
Inventor
조규진
강병현
최형민
Original Assignee
서울대학교산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Publication of KR20180127201A publication Critical patent/KR20180127201A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102093555B1 publication Critical patent/KR102093555B1/en

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0274—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
    • A61H1/0285—Hand
    • A61H1/0288—Fingers
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F4/00—Methods or devices enabling patients or disabled persons to operate an apparatus or a device not forming part of the body 
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0006—Exoskeletons, i.e. resembling a human figure
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/165—Wearable interfaces
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1657—Movement of interface, i.e. force application means

Abstract

본 발명은 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 손에 장갑처럼 착용하여 외골격 형태의 구조에 의해 사용자의 손가락을 움직이는 입는 로봇의 구조를 단순화하고 사용자 편의성을 개선한 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇에 관한 것이다.
상술한 바와 목적을 달성하기 위한 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇은 실제 엄지 손가락의 움직임을 구현하여 강한 힘으로 물체를 파지할 수 있도록 보조하는 효과가 있다.The present invention relates to a wearable hand robot with improved thumb movement, and more specifically, to simplify the structure of a wearing robot moving a user's finger by an exoskeleton-like structure by wearing like a glove on the user's hand and improving user convenience. A wearable hand robot with improved thumb movement.
The wearable hand robot with improved thumb movement for achieving the above-mentioned object has an effect of assisting in gripping an object with strong force by realizing the movement of the thumb.

Figure 112018046334216-pat00001
Figure 112018046334216-pat00001

Description

엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇{Wearable Type Hand Robot with Improved Thumb Motions}Wearable Type Hand Robot with Improved Thumb Motions

본 발명은 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사용자의 손에 장갑처럼 착용하여 외골격 형태의 구조에 의해 사용자의 손가락을 움직이는 입는 로봇의 구조를 단순화하고 사용자 편의성을 개선한 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇에 관한 것이다.The present invention relates to a wearable hand robot with improved thumb movement, and more specifically, it simplifies the structure of a wearing robot that moves a user's finger by an exoskeleton-like structure by wearing like a glove on the user's hand and improves user convenience. A wearable hand robot with improved thumb movement.

신체의 골격은 남아 있으나 마비와 같은 신경 장애로 인해 신체의 일부를 움직이지 못하는 사람들을 돕기 위하여 입는 형태의 로봇이 다수 개발되었다.Many robots have been developed to help people who are unable to move parts of the body due to nerve disorders such as paralysis, although the skeleton of the body remains.

특히 손가락을 움직이지 못하는 사람들을 돕기 위하여 장갑처럼 손에 끼워서 착용하는 형태의 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇이 개발되고 있다.In particular, a wearable hand robot has been developed to improve the movement of the thumb in the form of being put on a hand like a glove to help people who cannot move their fingers.

이러한 로봇을 통해 물건을 잡는 동작을 수행할 때, 엄지 손가락과 검지 손가락 및 중지 손가락의 움직임이 결정적인 역할을 수행한다. 이 중에서도 엄지 손가락의 움직임이 매우 중요하다. 실제 손가락으로 물체를 잡는 과정에서 엄지 손가락을 구성하는 세 개의 관절이 복합적으로 작용한다. 엄지 손가락 뼈 사이의 관절인 IP 관절과, 엄지 손가락이 손등과 연결되는 중주지절관절인 MCP 관절과, 엄지 손가락이 손목과 연결되는 중수-수지간 관절인 CMC 관절이 바로 그것이다. 특히, 다른 네 손가락들과는 다르게 엄지 손가락의 주변 근육들은 MCP 관절과 CMC 관절의 굴곡(flexion)과 신전(extension) 운동뿐만이 아니라 관절의 내전(adduction)과 외전(abduction), 그리고 회전 움직임도 같이 구현하게 된다.When performing an operation of holding an object through such a robot, the movement of the thumb, index finger, and middle finger plays a decisive role. Among these, the movement of the thumb is very important. In the process of holding an object with a real finger, the three joints that make up the thumb work in combination. These are the IP joint, which is the joint between the thumb bones, the MCP joint, which is the mid-joint joint, where the thumb is connected to the back of the hand, and the CMC joint, the metacarpal-resin joint, where the thumb is connected to the wrist. In particular, unlike the other four fingers, the peripheral muscles of the thumb can be implemented not only for flexion and extension movements of the MCP and CMC joints, but also for joint adduction, abduction, and rotational movement. do.

실제 일상생활에서 물체를 잡을 때 주로 일어나는 엄지의 움직임은 굴곡과외전, 그리고 회전이 동시에 일어나는 대립(opposition) 움직임이다. 그러나 대다수의 착용형 로봇들은 이러한 엄지 손가락의 움직임을 고려하지 않고 단순히 엄지 손가락의 관절을 안쪽으로 당기며 구부리도록 설계되었다. 이 때문에 물체를 강한 힘으로 파지하기 어려웠고, 실제 엄지 손가락의 움직임과 다른 구동 방식 때문에 장치가 엄지 손가락에서 이탈하는 일이 빈번하게 발생하였다. In actual daily life, the movement of the thumb, which usually occurs when holding an object, is flexion, abduction, and rotational opposition. However, most wearable robots are designed to simply pull the thumb's joint inward and bend it without considering this thumb movement. Because of this, it was difficult to hold the object with a strong force, and the device was frequently disengaged from the thumb due to the actual movement of the thumb and a different driving method.

또한, 이러한 엄지 움직임을 구현한 종래의 로봇은 구조가 너무 복잡하고 부피도 매우 크다. 이로 인해, 제작 비용이 높아 보급에 어려움이 있으며 고장도 잦고 사용자의 손에 착용하기 불편한 문제가 있었다.In addition, the conventional robot that implements such a thumb movement is too complex in structure and very bulky. Due to this, the production cost is high, it is difficult to disseminate, there are frequent breakdowns, and there is a problem that it is inconvenient to wear it in the user's hand.

위와 같은 문제 때문에, 물체를 잡는 과정에서 엄지 손가락의 실제 움직임을 구현할 수 있으면서도 비교적 단순한 구조의 착용형 로봇의 필요성이 증가하게 되었다.Due to the above problems, the need for a wearable robot having a relatively simple structure while realizing the actual movement of the thumb in the process of holding the object has increased.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 실제 엄지 손가락의 움직임을 그대로 재현하면서도 비교적 간단한 구조로 제작 단가를 낮춘 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the problems as described above, and it is an object of the present invention to provide a wearable hand robot having improved thumb movement with a relatively simple structure, while reproducing the movement of the actual thumb as it is, with a relatively simple structure.

상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위한 본 발명의 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇은, 사용자의 손가락에 장착되어 와이어를 통해 전달되는 외력에 의해 사용자의 손가락을 구부릴 수 있는 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇에 있어서, 상기 엄지 손가락 끝마디에서 상기 엄지 손가락 뿌리까지 엄지 손가락을 회전하여 감싸면서 연장되는 제1와이어; 상기 엄지 손가락 후면 끝마디에서 상기 엄지 손가락의 뿌리 방향으로 연장되는 제2와이어; 상기 제1와이어의 움직임을 가이드하도록 상기 제1와이어의 경로 상에 배치되고 엄지 손가락 끝마디의 바깥쪽에서 시작되어 엄지 손가락의 뿌리 방향으로 연장되는 제1대립튜브와, 상기 제2와이어의 움직임을 가이드하도록 상기 제2와이어의 경로 상에 배치되는 제1복원튜브를 구비하고 상기 엄지 손가락에 끼워지도록 형성되는 썸 캡; 상기 제1와이어의 움직임을 가이드하도록 상기 엄지 손가락의 MCP 관절과 CMC 관절을 연결하는 경로에 배치되는 제2대립튜브를 구비하고 손바닥을 감싸도록 형성되는 제1지지부재; 및 상기 제1와이어와 제2와이어가 경유하도록 형성되고 손목에 장착되는 손목지지부재;를 포함하는 점에 특징이 있다.The wearable hand robot with improved thumb motion of the present invention for solving the above-described object is mounted on the user's finger and has improved thumb movement capable of bending the user's finger by an external force transmitted through the wire. A hand robot comprising: a first wire extending while rotating a thumb from the tip of the thumb to the root of the thumb; A second wire extending from the rear end of the thumb toward the root of the thumb; A first opposing tube disposed on a path of the first wire to guide the movement of the first wire and starting from the outside of the tip of the thumb and extending in the root direction of the thumb, to guide the movement of the second wire A thumb cap having a first restoration tube disposed on a path of the second wire and formed to fit on the thumb; A first support member having a second opposing tube disposed in a path connecting the MCP joint and the CMC joint of the thumb to guide the movement of the first wire and surrounding the palm; And a wrist support member formed to pass through the first wire and the second wire and mounted on the wrist.

상술한 바와 목적을 달성하기 위한 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇은 실제 엄지 손가락의 움직임을 구현하여 강한 힘으로 물체를 파지할 수 있도록 보조하는 효과가 있다.The wearable hand robot with improved thumb movement for achieving the above-mentioned object has an effect of assisting in gripping an object with strong force by realizing the movement of the thumb.

도 1은 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇의 정면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇의 배면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇의 사용상태도이다.1 is a front view of a wearable hand robot with improved thumb movement.
FIG. 2 is a rear view of the wearable hand robot with improved thumb movement shown in FIG. 1.
FIG. 3 is a state diagram of a wearable hand robot with improved thumb movement shown in FIG. 1.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 의한 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇을 상세히 설명한다.Hereinafter, a wearable hand robot with improved thumb movement according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇의 정면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇의 배면도이다. 도 1 및 도 2를 기준으로, 손바닥은 전면이고, 손등은 후면이며, 엄지 손가락이 위치하는 부분을 바깥쪽, 새끼 손가락이 위치하는 부분을 안쪽으로 정의한다.1 is a front view of the wearable hand robot with improved thumb movement, and FIG. 2 is a rear view of the wearable hand robot with improved thumb movement shown in FIG. 1. 1 and 2, the palm is the front, the back of the hand is the back, and the part where the thumb is located is defined as outside, and the part where the little finger is located is defined as inside.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇은 제1와이어(10)와 제2와이어(20)를 통해 전달되는 외력을 이용해 엄지 손가락을 구부리거나 펼 수 있도록 구성되고, 제3와이어(30)를 통해 전달되는 외력을 이용해 검지 손가락 및 중지 손가락을 구부리거나 펼 수 있도록 구성된다. 엄지 손가락에 끼워지는 썸 캡(100)과 검지 손가락 및 중지 손가락에 끼워지는 핑거 캡(600)과 손바닥을 감싸도록 형성되는 제1지지부재(200)와 손등을 감싸도록 형성되는 제2지지부재(300)와 손목에 장착되는 손목 지지부재가 본 발명의 일실시예에 따른 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇의 구성들을 지지한다. 1 and 2, a wearable hand robot with improved thumb movement according to an embodiment of the present invention uses a thumb using an external force transmitted through the first wire 10 and the second wire 20. It is configured to bend or unfold, and is configured to bend or unfold the index finger and the middle finger using external force transmitted through the third wire 30. Thumb cap 100 to be inserted into the thumb, finger cap 600 to be inserted into the index finger and middle finger, and the first support member 200 formed to surround the palm and the second support member formed to surround the back of the hand ( 300) and a wrist support member mounted on the wrist supports components of a wearable hand robot with improved thumb movement according to an embodiment of the present invention.

썸 캡(100)은 엄지 손가락에 끼워지도록 형성된다. 썸 캡(100)은 다양한 엄지 손가락 크기와 모양에 대응할 수 있도록 신축성이 있는 실리콘 재질로 형성된다. 썸 캡(100)은 엄지 손가락의 끝마디와 인접하는 관절(IP 관절)을 감싸도록 형성된다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 썸 캡(100)은 엄지 손가락 전면에서 IP 관절을 감싸도록 형성된다. 썸 캡(100)은 제1와이어(10)의 경로 상에 배치되어 제1와이어(10)의 움직임을 가이드하는 제1대립튜브(110)와 제2와이어(20)의 경로 상에 배치되어 제2와이어(20)의 움직임을 가이드하는 제1복원튜브(120)를 구비한다. 제1대립튜브(110)는 제1와이어(10)가 경유할 수 있도록 내부에 통로가 형성된다. 제1복원튜브(120)도 제2와이어(20)가 경유할 수 있도록 내부에 통로가 형성된다.The thumb cap 100 is formed to fit on the thumb. The thumb cap 100 is formed of an elastic silicone material to cope with various thumb sizes and shapes. Thumb cap 100 is formed to surround the joint (IP joint) adjacent to the tip of the thumb. 1 and 2, the thumb cap 100 is formed to surround the IP joint in front of the thumb. The thumb cap 100 is disposed on the path of the first wire 10 and is disposed on the path of the first opposing tube 110 and the second wire 20 to guide the movement of the first wire 10. It has a first restoration tube 120 to guide the movement of the two wires (20). The first opposing tube 110 has a passage formed therein to allow the first wire 10 to pass therethrough. A passage is formed inside the first restoration tube 120 so that the second wire 20 can pass therethrough.

제1대립튜브(110)는 엄지 손가락 끝마디의 바깥쪽에서 시작되어 엄지 손가락의 뿌리 방향으로 연장된다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1대립튜브(110)는 엄지 손가락의의 일부를 회전하여 감싸면서 연장된다. 본 실시예의 경우, 엄지 손가락 끝마디의 바깥쪽에서 시작된 제1대립튜브(110)는 엄지 손가락의 전면으로 연장되어 썸 캡(100)의 길이 방향 끝부분까지 형성된다. 보다 구체적으로는, 제1와이어(10)는 엄지의 바깥쪽 측면에서 시작되어서 엄지의 IP관절의 손바닥 부분, 엄지의 안쪽 측면, 엄지 MCP 부분의 바깥쪽 측면 손등 부분 및 엄지 CMC의 손바닥 부분을 차례로 지나도록 제1대립튜브(110), 후술하는 제3대립튜브(410) 및 제2대립튜브(210)에 의해 가이드된다. 이러한 제1대립튜브(110)는 2 줄로 형성되며 서로 나란하게 배치된다. 도 3을 참조하면, 제1대립튜브(110)가 시작되는 위치에서 나란하게 배치된 제1대립튜브(110) 사이에는 제1와이어(10)의 방향을 전환시키는 전환튜브(150)가 배치된다. The first opposing tube 110 starts from the outside of the tip of the thumb and extends in the direction of the root of the thumb. 1 and 2, the first opposing tube 110 extends while rotating a part of the thumb. In the case of this embodiment, the first opposing tube 110 starting from the outside of the thumb end node extends toward the front of the thumb and is formed to the longitudinal end of the thumb cap 100. More specifically, the first wire 10 starts from the outer side of the thumb, and in turn turns the palm portion of the thumb's IP joint, the inner side of the thumb, the outer lateral back of the thumb MCP portion, and the palm portion of the thumb CMC. It is guided by the first opposing tube 110, the third opposing tube 410 and the second opposing tube 210, which will be described later. The first opposing tube 110 is formed in two rows and is arranged side by side with each other. Referring to FIG. 3, a switching tube 150 for switching the direction of the first wire 10 is disposed between the first opposing tubes 110 arranged side by side at the starting position of the first opposing tubes 110. .

제1복원튜브(120)는 엄지 손가락 끝마디의 후면에서 엄지 손가락의 뿌리 방향으로 연장된다. 제1복원튜브(120)는 2 줄로 나란하게 형성된다. 엄지 손가락 끝부분의 전면에는 U 자형으로 형성된 제1보조튜브(130)가 배치된다. 제1보조튜브(130)는 제1복원튜브(120) 사이에 배치된다.The first restoration tube 120 extends in the direction of the root of the thumb from the back of the tip of the thumb. The first restoration tube 120 is formed side by side in two rows. A first auxiliary tube 130 formed in a U shape is disposed on the front surface of the tip of the thumb. The first auxiliary tube 130 is disposed between the first restoration tube 120.

핑거 캡(600)은 검지 손가락 및 중지 손가락에 배치되어 손가락 끝부분을 감싸도록 손가락 끝에 끼워진다. 핑거 캡(600)은 상술한 썸 캡(100)과 마찬가지로 실리콘 재질로 형성된다. 핑거 캡(600)은 제3와이어(30)가 경유하는 제2보조튜브(610)를 구비한다. 제2보조튜브(610)는 제3와이어(30)가 경유할 수 있도록 내부에 통로가 형성된다. 제2보조튜브(610)는 손가락의 외면을 따라 U 자형 경로가 형성되어 제3와이어(30)가 손가락 끝부분을 향하여 연장되다가 그 손가락의 뿌리 방향으로 연장방향이 전환되도록 한다. 제2보조튜브(610)의 U 자형 경로는 손가락의 손톱이 형성된 부분을 경유하도록 형성된다.The finger cap 600 is disposed on the index finger and the middle finger and is inserted into the finger tip to surround the finger tip. The finger cap 600 is formed of a silicon material, like the thumb cap 100 described above. The finger cap 600 includes a second auxiliary tube 610 through which the third wire 30 passes. The second auxiliary tube 610 has a passage formed therein to allow the third wire 30 to pass therethrough. The second auxiliary tube 610 is formed with a U-shaped path along the outer surface of the finger so that the third wire 30 extends toward the tip of the finger, and then the extension direction is switched to the root direction of the finger. The U-shaped path of the second auxiliary tube 610 is formed to pass through a portion where a finger nail is formed.

핑거 부재(700)는 검지 손가락 및 중지 손가락에 장착된다. 핑거 부재(700)는 실리콘 재질로 형성된다. 핑거 부재(700)는 핑거 캡(600)과 결합한다. 핑거 부재(700)는 핑거 스트랩(710)과 밴딩부(720)를 포함한다. 핑거 스트랩(710)은 손가락 마디에 배치되어 손가락의 적어도 일부 둘레를 감싸도록 장착된다. 핑거 스트랩(710)은 핑거 캡(600)이 끼워지는 마디를 제외한 나머지 마디에 장착된다. 핑거 스트랩(710)은 핑거 튜브(711)를 포함한다. 핑거 튜브(711)는 한 쌍으로 구성되어 핑거 스트랩(710)의 양측에 배치된다. 핑거 튜브(711)는 손가락 마디의 연장 방향으로 연장되도록 형성되어 제3와이어(30)가 경유한다. The finger member 700 is mounted on the index finger and the middle finger. The finger member 700 is formed of a silicon material. The finger member 700 is engaged with the finger cap 600. The finger member 700 includes a finger strap 710 and a banding portion 720. The finger strap 710 is disposed on a finger node and is mounted to surround at least a portion of the finger. The finger strap 710 is mounted on the rest of the nodes except the node where the finger cap 600 is fitted. The finger strap 710 includes a finger tube 711. Finger tube 711 is composed of a pair is disposed on both sides of the finger strap (710). The finger tube 711 is formed to extend in the extending direction of the finger node, and the third wire 30 passes.

밴딩부(720)는 검지 손가락 및 중지 손가락의 관절에 배치된다. 밴딩부(720)는 서로 인접하는 핑거 스트랩(710)들을 밴딩 가능하게 연결하거나 서로 인접하는 핑거 캡(600)과 핑거 스트랩(710)을 밴딩 가능하게 연결한다. 밴딩부(720)는 원형의 링이 연속으로 연결되어 구성될 수 있다. 밴딩부(720)는 사용자의 손가락 길이에 맞추어 서로 인접하는 핑거 스트랩(710)들 사이의 간격이 조절되거나 서로 인접하는 핑거 캡(600)과 핑거 스트랩(710) 사이의 간격이 조절될 수 있도록 신축 가능하게 형성된다. The bending portion 720 is disposed at the joints of the index finger and middle finger. The banding part 720 connects the finger straps 710 adjacent to each other to bendable, or connects the finger caps 600 and the finger strap 710 adjacent to each other to bendable. The banding part 720 may be configured by connecting circular rings in series. The bending portion 720 is stretched so that the distance between the finger straps 710 adjacent to each other can be adjusted or the distance between the finger caps 600 and the finger straps 710 adjacent to each other can be adjusted according to the user's finger length. It is possible.

제1지지부재(200)는 손바닥의 전부 또는 일부를 감싸도록 형성된다. 제1지지부재(200)는 실리콘 재질로 형성된다. 도 1을 참조하면, 제1지지부재(200)는 제1와이어(10)의 움직임을 가이드하는 제2대립튜브(210)와 제3와이어(30)의 움직임을 가이드하는 제3와이어튜브(230)를 포함한다. 제2대립튜브(210)는 엄지 손가락의 뿌리 부분에서 시작되어 안쪽 손목의 두상골(pisiform)을 지나도록 연장되어 형성된다. 제2대립튜브(210) 내부에는 제1와이어(10)가 경유할 수 있도록 통로가 형성된다. 제2대립튜브(210)는 제1대립튜브(110)와 마찬가지로 두 줄로 나란하게 형성된다. 제3와이어튜브(230)는 검지 손가락 및 중지 손가락의 뿌리에서 시작되어 손목으로 연장되어 형성된다. 제3와이어튜브(230)는 내부에 제3와이어(30)가 삽입될 수 있도록 통로가 형성된다. The first support member 200 is formed to cover all or part of the palm. The first support member 200 is formed of a silicon material. Referring to FIG. 1, the first support member 200 includes a second opposing tube 210 that guides the movement of the first wire 10 and a third wire tube 230 that guides the movement of the third wire 30. ). The second allele tube 210 is formed to start at the root portion of the thumb and extend to pass through the pisiform of the inner wrist. A passage is formed inside the second opposing tube 210 so that the first wire 10 can pass therethrough. The second opposing tube 210 is formed in two rows side by side like the first opposing tube 110. The third wire tube 230 is formed by starting at the root of the index finger and middle finger and extending to the wrist. A passage is formed in the third wire tube 230 so that the third wire 30 can be inserted therein.

제2지지부재(300)는 손등의 전부 또는 일부를 감싸도록 형성된다. 제2지지부재(300)는 실리콘 재질로 형성된다. 제2지지부재(300)는 제1지지부재(200)와 버클 결합한다. 버클 결합을 통해 제1지지부재(200)와 제2지지부재(300)의 연결 길이를 조절할 수 있다. 도 2를 참조하면, 제2지지부재(300)는 제2와이어(20)를 가이드하는 제2복원튜브(320)를 구비한다. 제2복원튜브(320) 내부에는 제2와이어(20)가 경유할 수 있도록 통로가 형성된다. 도 2에 도시된 것과 같이 본 실시예의 경우, 제2복원튜브(320)는 2 줄로 형성되어 손목 방향으로 연장된다. The second support member 300 is formed to surround all or part of the back of the hand. The second support member 300 is formed of a silicon material. The second support member 300 buckles the first support member 200. The length of the connection between the first support member 200 and the second support member 300 can be adjusted through the buckle coupling. Referring to FIG. 2, the second support member 300 includes a second restoration tube 320 that guides the second wire 20. A passage is formed inside the second restoration tube 320 so that the second wire 20 can pass therethrough. 2, in the present embodiment, the second restoration tube 320 is formed in two rows and extends in the wrist direction.

연결부재(400)는 제2지지부재(300)에서 엄지 손가락 방향으로 연장되어 썸 캡(100)과 결합된다. 연결부재(400)에 형성된 걸림홈(440)에 썸 캡(100)에 형성된 돌기(140)가 삽입되어 연결부재(400)가 썸 캡(100)에 결합된다. 엄지 손가락이 구부러짐에 따라 연결부재(400)의 길이가 쉽게 늘어날 수 있도록 연결부재(400)는 신축성이 있는 실리콘 재질로 형성된다. 연결부재(400)에는 원형의 링이 연속으로 연결되어 구성될 수 있다. 이로 인해, 연결부재(400)는 더욱 쉽게 늘어날 수 있다.The connecting member 400 extends in the direction of the thumb from the second support member 300 and is coupled with the thumb cap 100. The protrusion 140 formed in the thumb cap 100 is inserted into the locking groove 440 formed in the connecting member 400 so that the connecting member 400 is coupled to the thumb cap 100. The connecting member 400 is formed of a stretchable silicone material so that the length of the connecting member 400 can be easily increased as the thumb is bent. A circular ring may be continuously connected to the connecting member 400. Due to this, the connecting member 400 can be stretched more easily.

연결부재(400)는 제1와이어(10)의 움직임을 가이드할 수 있도록 제1와이어(10)의 경로 상에 배치되는 제3대립튜브(410)와 제2와이어(20)의 움직임을 가이드할 수 있도록 제2와이어(20)의 경로 상에 배치되는 제3복원튜브(420)를 구비한다. 도 2에 도시된 것과 같이 제3대립튜브(410)는 제1와이어(10)가 엄지 손가락을 감싸면서 엄지 손가락의 후면을 경유하여 엄지 손가락의 뿌리로 연장되도록 배치된다. 제3대립튜브(410)는 엄지 손가락의 후면에 위치하는 연결부재(400)에 포함된 구성이므로 제3대립튜브(410)는 제1와이어(10)가 엄지 손가락의 후면을 경유하는 경로를 가이드한다. 제3대립튜브(410)는 제1와이어(10)가 경유할 수 있도록 내부에 통로가 형성된다. 제3복원튜브(420)는 썸 캡(100)의 제1복원튜브(120)와 제2지지부재(300)의 제2복원튜브(320) 사이에서 제2와이어(20)를 가이드한다. 제3복원튜브(420)는 제2와이어(20)가 경유할 수 있도록 내부에 통로가 형성된다.The connecting member 400 guides the movement of the third opposing tube 410 and the second wire 20 disposed on the path of the first wire 10 so as to guide the movement of the first wire 10. The third restoration tube 420 disposed on the path of the second wire 20 is provided. As shown in FIG. 2, the third opposing tube 410 is disposed such that the first wire 10 extends to the root of the thumb via the back of the thumb while surrounding the thumb. Since the third opposing tube 410 is included in the connecting member 400 located on the back of the thumb, the third opposing tube 410 guides the path through which the first wire 10 passes through the back of the thumb. do. The third opposing tube 410 has a passage formed therein to allow the first wire 10 to pass therethrough. The third restoration tube 420 guides the second wire 20 between the first restoration tube 120 of the thumb cap 100 and the second restoration tube 320 of the second support member 300. The third restoration tube 420 has a passage formed therein to allow the second wire 20 to pass therethrough.

손목지지부재(500)는 한 쌍이 합쳐져 링 형상을 이루도록 구성된다. 손목지지부재(500)는 제1와이어(10)와 제2와이어(20)와 제3와이어(30)가 경유하도록 통로가 형성된다. 손목지지부재(500)는 손목의 움직임에 간섭되지 않도록 배치된다. 손목지지부재(500)는 사용자의 손목과 인접한 부분의 손에 장착된다. 구체적으로 손목지지부재(500)는 손목을 지나 점차 그 면적이 넓어지는 부분에 걸쳐져 손을 감싸도록 형성된다. 이로 인해 손목지지부재(500)는 제1와이어(10)와 제2와이어(20)와 제3와이어(30)가 구동부(도시되지 않음)에 의해 당겨짐에 따라 손목이 꺾이거나, 손목의 움직임을 제약하지 않으며, 제1와이어(10)와 제2와이어(20)와 제3와이어(30)의 당겨지는 외력에 의해 손목지지부재(500)가 장착된 부분에서 이탈되는 것을 방지한다.The wrist support member 500 is configured such that a pair is combined to form a ring shape. The wrist support member 500 is formed with a passage through the first wire 10, the second wire 20, and the third wire 30. The wrist support member 500 is disposed so as not to interfere with the movement of the wrist. The wrist support member 500 is mounted on the hand of the user's wrist and the adjacent portion. Specifically, the wrist support member 500 is formed to cover the hand over the wrist and gradually spread over the area. Due to this, the wrist support member 500 bends the wrist as the first wire 10, the second wire 20, and the third wire 30 are pulled by the driving unit (not shown), or the movement of the wrist It is not limited, and prevents the wrist support member 500 from being detached from the mounted portion by the external force that is pulled out of the first wire 10, the second wire 20, and the third wire 30.

제1와이어(10)는 손목지지부재(500)를 통과해 제1지지부재(200)의 제2대립튜브(210)를 통과한다. 제2대립튜브(210)를 통과한 제1와이어(10)는 연결부재(400)의 제3대립튜브(410)를 거쳐 썸 캡(100)의 제1대립튜브(110)를 통과한 뒤, 썸 캡(100)의 전환튜브(150)를 통과하여 방향이 전환된다. 제1와이어(10)는 다시 제1대립튜브(110)를 통과하여 연결부재(400)의 제3대립튜브(410)를 통과한다. 제3대립튜브(410)를 통과한 제1와이어(10)는 제1지지부재(200)의 제2대립튜브(210)를 통과한 뒤 손목지지부재(500)를 통과하여 구동부(도시되지 않음)에 연결된다. 이 때, 제1대립튜브(110)와 제3대립튜브(410)는 엄지 손가락을 감싸도록 형성되므로 제1대립튜브(110)와 제3대립튜브(410)를 통과하는 제1와이어(10)도 엄지 손가락을 감싸게 된다. 엄지 손가락을 감싸는 제1와이어(10)의 방향을 다시 설명하면, 제1와이어(10)는 엄지 손가락의 끝마디 바깥쪽에서 시작하여 엄지 손가락의 전면을 거쳐 엄지 손가락과 검지 손가락 사이를 경유하고, 다시 엄지 손가락의 바깥쪽을 통해 엄지 손가락의 뿌리로 연장된다. 도 1에 도시된 엄지 손가락을 위에서 바라봤을 때, 제1와이어(10)는 엄지 손가락을 시계 반대방향으로 회전하여 감싸게 된다. 이렇게 제1와이어(10)가 엄지 손가락을 감싸면서 연장되기 때문에 구동부(도시되지 않음)가 제1와이어(10)를 당기면, 엄지 손가락은 회전하며 구부러진다. The first wire 10 passes through the wrist support member 500 and passes through the second opposing tube 210 of the first support member 200. After the first wire 10 passing through the second opposing tube 210 passes through the first opposing tube 110 of the thumb cap 100 through the third opposing tube 410 of the connecting member 400, The direction is switched through the switching tube 150 of the thumb cap 100. The first wire 10 passes through the first opposing tube 110 again and then passes through the third opposing tube 410 of the connecting member 400. The first wire 10 passing through the third opposing tube 410 passes through the second opposing tube 210 of the first supporting member 200 and then passes through the wrist supporting member 500 to drive (not shown). ). At this time, since the first and second tubes 110 and 410 are formed to surround the thumb, the first wire 10 passing through the first tube 110 and the third tube 410 It will also wrap your thumb. When the direction of the first wire 10 surrounding the thumb is described again, the first wire 10 starts from outside the end of the thumb, passes through the front of the thumb, passes between the thumb and the index finger, and then the thumb again. It extends through the outside of the finger to the root of the thumb. When the thumb shown in FIG. 1 is viewed from above, the first wire 10 is wrapped by rotating the thumb counterclockwise. Since the first wire 10 extends while surrounding the thumb, the driving unit (not shown) pulls the first wire 10, so that the thumb rotates and is bent.

제2와이어(20)는 손목지지부재(500)를 통과하여 제2지지부재(300)의 제2복원튜브(320)를 통과한다. 제2복원튜브(320)를 통과한 제2와이어(20)는 연결부재(400)의 제3복원튜브(420)를 거쳐 썸 캡(100)의 제1복원튜브(120)를 통과한 뒤, 썸 캡(100)의 제1보조튜브(130)를 통과하여 방향이 전환된다. 제2와이어(20)는 다시 제1복원튜브(120)와 제2복원튜브(320)를 통과하고 손목지지부재(500)를 경유하여 구동부(도시되지 않음)와 연결된다. The second wire 20 passes through the wrist support member 500 and passes through the second restoration tube 320 of the second support member 300. After the second wire 20 passing through the second restoration tube 320 passes through the first restoration tube 120 of the thumb cap 100 through the third restoration tube 420 of the connecting member 400, The direction is switched through the first auxiliary tube 130 of the thumb cap 100. The second wire 20 passes through the first restoration tube 120 and the second restoration tube 320 again and is connected to a driving unit (not shown) via the wrist support member 500.

도 1을 참조하여 제3와이어(30)의 연장 방향을 설명하면 다음과 같다. 제3와이어(30)는 손목지지부재(500)를 통과해 제1지지부재(200)의 제3와이어튜브(230)를 통과한다. 제3와이어튜브(230)를 통과한 제3와이어(30)는 검지 손가락에 장착되는 핑거 부재(700)와 핑거 캡(600)의 제2보조튜브(610)를 경유하고 다시 핑거 부재(700)를 거쳐 검지 손가락 뿌리로 연장된다. 제3와이어(30)는 제1지지부재(200)의 제3와이어튜브(230)를 경유하여 손목지지부재(500)를 통과하고 다시 제1지지부재(200)의 제3와이어튜브(230)를 통과한다. 제3와이어(30)는 중지 손가락에 장착되는 핑거 부재(700)와 핑거 캡(600)의 제2보조튜브(610)를 경유하고 다시 핑거 부재(700)를 거쳐 중지 손가락 뿌리로 연장된다. 제3와이어(30)는 제1지지부재(200)의 제3와이어튜브(230)를 경유하여 손목지지부재(500)를 통과하여 구동부(도시되지 않음)와 연결된다. 제3와이어(30)가 구동부(도시되지 않음)에 의해 당겨지면 검지 손가락과 중지 손가락이 순차적으로 구부러진다. 즉, 제3와이어(30)는 하나의 구동부(도시되지 않음) 로 검지 손가락과 중지 손가락을 순차적으로 구부린다.The extension direction of the third wire 30 will be described with reference to FIG. 1. The third wire 30 passes through the wrist support member 500 and passes through the third wire tube 230 of the first support member 200. The third wire 30 passing through the third wire tube 230 passes through the finger member 700 mounted on the index finger and the second auxiliary tube 610 of the finger cap 600, and then the finger member 700 again. It extends to the root of the index finger. The third wire 30 passes through the wrist support member 500 via the third wire tube 230 of the first support member 200 and again the third wire tube 230 of the first support member 200 Pass through. The third wire 30 extends through the finger member 700 mounted on the middle finger and the second auxiliary tube 610 of the finger cap 600 and again through the finger member 700 to the root of the middle finger. The third wire 30 passes through the wrist support member 500 via the third wire tube 230 of the first support member 200 and is connected to a driving unit (not shown). When the third wire 30 is pulled by the driving unit (not shown), the index finger and the middle finger are sequentially bent. That is, the third wire 30 sequentially bends the index finger and the middle finger with one driving unit (not shown).

이하, 상술한 바와 같이 구성된 본 실시예의 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇의 작용에 대해 설명한다.Hereinafter, the operation of the wearable hand robot with improved thumb movement of the present embodiment configured as described above will be described.

도 1 내지 도3을 참조하면 썸 캡(100)은 엄지 손가락에 끼워지고, 핑거 캡(600)은 검지 손가락 및 중지 손가락에 끼워진다. 제1지지부재(200)는 손바닥을 감싸고 제2지지부재(300)는 손등을 감싼다. 제1지지부재(200)와 제2지지부재(300)를 버클로 연결되며 손의 크기에 따라 연결 길이가 조절될 수 있다. 제2지지부재(300)의 연결부재(400)는 썸 캡(100)에 결합된다. 이 때, 연결부재(400)의 길이가 쉽게 늘어나므로 다양한 엄지 손가락 길이에 대응할 수 있다. 한편, 검지 손가락 및 중지 손가락의 마디에는 핑거 스트랩(710)이 끼워지며 밴딩부(720)는 손가락 길이에 따라 늘어나거나 줄어든다. 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇을 사용자의 손에 장착하는 과정은 사용자에 따라 순서를 변경하여 수행될 수 있다.1 to 3, the thumb cap 100 is fitted to the thumb, and the finger cap 600 is fitted to the index finger and the middle finger. The first support member 200 surrounds the palm and the second support member 300 wraps the back of the hand. The first support member 200 and the second support member 300 are connected by a buckle, and the connection length can be adjusted according to the size of the hand. The connecting member 400 of the second support member 300 is coupled to the thumb cap 100. At this time, since the length of the connecting member 400 is easily extended, it can correspond to various thumb lengths. On the other hand, a finger strap 710 is fitted to the nodes of the index finger and the middle finger, and the bending part 720 is increased or decreased according to the length of the finger. The process of attaching the wearable hand robot with improved thumb movement to the user's hand may be performed by changing the order according to the user.

엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇이 사용자의 손에 장착이 완료된 상태에서 구동부(도시되지 않음)가 작동하기 전에는 제1와이어(10)와 제2와이어(20)와 제3와이어(30)가 모두 풀려있다. 그에 따라 사용자의 손은 도 1과 도 2에 도시된 것처럼 펼쳐진 상태가 된다.The first wire 10 and the second wire 20 and the third wire 30 before the driving unit (not shown) is operated in the state where the wearable hand robot with improved thumb movement is mounted on the user's hand All is loose. Accordingly, the user's hand is in an unfolded state as shown in FIGS. 1 and 2.

이와 같은 상태에서 사용자가 잡고자 하는 물체에 인접하게 손가락을 위치시킨다. 다음으로 도 3에 도시된 것과 같이 구동부(도시되지 않음)를 작동시켜 제1와이어(10)를 잡아 당겨 물체를 향해 엄지를 구부린다. 동시에 구동부(도시되지 않음)는 제3와이어(30)를 잡아 당겨 검지 손가락과 중지 손가락을 구부린다.In this state, the user positions the finger adjacent to the object to be grasped. Next, as shown in FIG. 3, the driving unit (not shown) is operated to pull the first wire 10 to bend the thumb toward the object. At the same time, the driving unit (not shown) pulls the third wire 30 to bend the index finger and the middle finger.

먼저, 제1와이어(10)의 장력에 의해 엄지 손가락이 구부러지는 과정을 설명한다. 구동부(도시되지 않음)가 제1와이어(10)를 잡아당기면, 도 3에 도시된 것과 같이, 엄지 손가락 마디 관절(IP 관절)과 엄지 손가락이 손등과 연결되는 관절(MCP 관절)과 엄지 손가락과 손목이 연결되는 관절(CMC 관절)이 함께 움직인다. First, the process of bending the thumb by the tension of the first wire 10 will be described. When the driving unit (not shown) pulls the first wire 10, as shown in FIG. 3, the thumb node joint (IP joint) and the joint where the thumb is connected to the back of the hand (MCP joint) and the thumb and The joints that connect the wrists (CMC joints) move together.

엄지 손가락이 구부러지는 과정에 대해 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. 제1와이어(10)는 제1지지부재(200)의 제2대립튜브(210)를 통과한다. 이 때문에 제1와이어(10)가 당겨지면, 엄지 손가락이 CMC 관절을 축으로 크게 회전하면서 MCP 관절과 CMC 관절의 굴곡이 일어나고 엄지 손가락 전체가 물체로 접근한다. 또한, 제1와이어(10)는 썸 캡(100)의 제1대립튜브(110)을 통과하므로 제1와이어(10)가 당겨지면, IP 관절의 굴곡이 발생한다. 이와 동시에 제1대립튜브(110)와 제3대립튜브(410)을 통과하는 제1와이어(10)는 엄지 손가락을 감싸도록 회전하여 연장되므로 제1와이어(10)가 당겨지면, MCP 관절의 외전이 일어난다. 즉, 본 실시예에 따른 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇은 물체를 잡는 과정에서 엄지 손가락을 이루는 관절들의 굴곡과 외전과 회전을 동시에 발생시킬 수 있다. 이러한 엄지 손가락의 움직임은 실제 물체를 잡을 때에 엄지 손가락의 움직임과 유사하다. 와이어를 이용하여 손가락을 구부리는 기존의 장치들은 엄지 손가락의 선형적인 움직임만을 구현하는 한계가 있었다. 본 실시예에 따른 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇은 엄지 손가락 관절의 회전을 구현하여 물체를 더욱 강한 힘으로 안정적으로 파지할 수 있는 효과가 있다. The process of bending the thumb in more detail is as follows. The first wire 10 passes through the second opposing tube 210 of the first support member 200. For this reason, when the first wire 10 is pulled, the MCP joint and the CMC joint flexion while the thumb rotates largely around the CMC joint and the entire thumb approaches the object. In addition, since the first wire 10 passes through the first opposing tube 110 of the thumb cap 100, the bending of the IP joint occurs when the first wire 10 is pulled. At the same time, since the first wire 10 passing through the first and second opposing tubes 110 and 410 extends to rotate around the thumb, when the first wire 10 is pulled, abduction of the MCP joint This happens. That is, the wearable hand robot with improved thumb movement according to the present embodiment can simultaneously generate bending, abduction and rotation of joints forming the thumb in the process of holding an object. The movement of the thumb is similar to the movement of the thumb when holding an actual object. Conventional devices for bending a finger using a wire have a limitation of realizing only the linear movement of the thumb. The wearable hand robot with improved thumb movement according to this embodiment has an effect of stably gripping an object with a stronger force by implementing rotation of the thumb joint.

한편, 썸 캡(100)이 IP 관절을 감싸도록 형성되어 있으므로, IP 관절은 일정하게 구부러진 뒤 썸 캡(100)에 의해 지지되어 더 이상 구부러지지 않는다. IP 관절이 과도하게 구부러지면, 엄지 손가락의 각도가 물체를 잡기에 적당하지 않게 되는 문제가 있다. 본 실시예에 따른 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇은 상술한 썸 캡(100)이 IP 관절과 접촉하면서 IP관절의 과도한 굴곡을 방지하여 엄지 손가락이 물체를 잡기에 적당한 각도가 되도록 유지시킨다.On the other hand, since the thumb cap 100 is formed to surround the IP joint, the IP joint is constantly bent and then supported by the thumb cap 100 so that it is no longer bent. If the IP joint is excessively bent, there is a problem that the angle of the thumb is not suitable for holding an object. The wearable hand robot with improved thumb movement according to this embodiment prevents excessive bending of the IP joint while the above-described thumb cap 100 contacts the IP joint, thereby maintaining the thumb at an appropriate angle to hold the object.

이와 같은 엄지 손가락의 움직임과 동시에 구동부(도시되지 않음)는 검지 손가락 및 중지 손가락에 장착되는 핑거 캡(600)과 핑거 부재(700)를 경유하는 제3와이어(30)를 잡아 당겨 검지 손가락과 중지 손가락을 물체를 향해 구부린다. 이 때 제3와이어(30)는 검지 손가락과 중지 손가락을 순차적으로 경유하므로 제3와이어(30)가 당겨지면 검지 손가락이 먼저 물체를 향해 구부러지고 검지 손가락이 물체에 접촉되면 검지 손가락은 더 이상 구부러지지 않고 중지 손가락이 물체를 향해 구부러지게 된다. 제3와이어(30)에 의해 손가락이 구부려지면 밴딩부(720)는 손가락의 관절을 따라 함께 구부려짐과 동시에 늘어나며 사용자의 손가락에 접촉한 상태를 유지한다. Simultaneously with the movement of the thumb, the driving unit (not shown) pulls the third wire 30 via the finger cap 600 and the finger member 700 mounted on the index finger and middle finger to stop the index finger and the middle finger. Bend your finger toward the object. At this time, since the third wire 30 sequentially passes through the index finger and the middle finger, when the third wire 30 is pulled, the index finger is first bent toward the object, and when the index finger is in contact with the object, the index finger is no longer bent. Without supporting, the middle finger is bent toward the object. When the finger is bent by the third wire 30, the bending part 720 is bent together and stretched along the joint of the finger and maintains contact with the user's finger.

상술한 과정을 통해 사용자의 엄지 손가락과 검지 손가락 및 중지 손가락으로 물체를 잡을 수 있게 된다. 다음으로, 구부러진 손가락을 펴는 과정을 설명한다.Through the above-described process, it is possible to hold an object with the user's thumb, index finger, and middle finger. Next, the process of opening a bent finger will be described.

구동부(도시되지 않음)는 제1와이어(10)를 풀어주는 동시에 제2와이어(20)를 잡아당긴다. 제2와이어(20)가 잡아당겨지면, 제2지지부재(300)의 제2복원튜브(320) 및 제3복원튜브(420)와 썸 캡(100)의 제1복원튜브(120)를 경유하는 제2와이어(20)에 의해 엄지 손가락이 펴진다. 제2와이어(20)는 엄지 손가락의 끝마디 전면을 지나는 제1보조튜브(130)를 경유하여 엄지 손가락의 후면으로 연장되므로, 제2와이어(20)가 당겨지면 엄지 손가락이 후방으로 젖혀진다. 이로 인해, 엄지 손가락의 IP 관절이 펴지고, MCP 관절 및 CMC 관절도 펴진다. 구동부(도시되지 않음)가 제1와이어(10)를 푸는 동시에 엄지 손가락의 후면을 경유하는 제2와이어(20)를 잡아당기기 때문에 엄지 손가락은 완전히 펴진다.The driving unit (not shown) releases the first wire 10 and pulls the second wire 20 at the same time. When the second wire 20 is pulled, it passes through the second restoration tube 320 and the third restoration tube 420 of the second support member 300 and the first restoration tube 120 of the thumb cap 100. The thumb is spread by the second wire 20. Since the second wire 20 extends to the back of the thumb via the first auxiliary tube 130 passing through the front end of the thumb, the thumb is tilted backward when the second wire 20 is pulled. Due to this, the IP joint of the thumb is stretched, and the MCP joint and CMC joint are also stretched. Since the driving unit (not shown) releases the first wire 10 and at the same time pulls the second wire 20 via the back of the thumb, the thumb is fully extended.

또한, 구동부(도시되지 않음)는 당겨진 제3와이어(30)를 푼다. 이로 인해, 구부러진 검지 손가락 및 중지 손가락이 펴진다. In addition, the driving unit (not shown) releases the pulled third wire 30. Due to this, the bent index finger and middle finger are extended.

이와 같이, 본 실시예에 따른 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇은 제1와이어(10)와 제2와이어(20)와 제3와이어(30)는 썸 캡(100)과 핑거 캡(600)과 제1지지부재 및 제2지지부재(300)를 통해 사용자의 손을 가압하므로 와이어가 사용자의 피부에 파고들거나 마찰로 인해 찰과상이 발생하는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.As described above, in the wearable hand robot with improved thumb movement according to the present embodiment, the first wire 10, the second wire 20, and the third wire 30 are the thumb cap 100 and the finger cap 600. And since the user's hand is pressed through the first supporting member and the second supporting member 300, there is an effect of preventing the wire from entering the user's skin or abrasion due to friction.

또한, 본 실시예에 따른 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇은 가죽이나 섬유재질이 아닌 실리콘 및 합성수지 재질로 형성되므로 사용자의 땀이 흡수되어 악취를 발생하거나 세균이 번식하는 것을 방지하는 효과가 있으며 간단하게 물로 세척한 다음 물기를 털어내 사용할 수 있어 그 관리가 용이한 장점이 있다.In addition, the wearable hand robot with improved thumb movement according to the present embodiment is formed of silicone and synthetic resin material, not leather or fiber material, so that the user's sweat is absorbed to prevent odor or bacteria from multiplying. There is an advantage in that it is easy to clean because it can be easily washed off with water and then used.

또한, 탄성에 의해 신축 가능한 밴딩부(720)와 제2지지부재(300)의 연결부재(400)는 사용자의 손가락 길이에 따라 늘어나거나 줄어든 상태로 장착이 가능하므로 사용자의 손가락 길이에 따라 다양한 크기로 생산할 필요가 없어 생산비용이 절감된다는 장점이 있다.In addition, the bending member 720 that is elastically stretchable and the connecting member 400 of the second support member 300 can be mounted in an extended or reduced state according to the length of the user's finger, so various sizes according to the length of the user's finger There is an advantage that the production cost is reduced because there is no need to produce the furnace.

이상 본 발명의 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇에 대해 바람직한 실시예를 예로 들어 설명하였으나, 본 발명의 범위가 앞에서 설명하고 도시한 구조로 한정되는 것은 아니다.The preferred embodiment of the wearable hand robot with improved thumb motion of the present invention has been described as an example, but the scope of the present invention is not limited to the structure described and illustrated above.

예를 들어, 앞에서는 제3와이어(30)를 통해 검지 손가락 및 중지 손가락이 구부러지는 동작을 수행하는 것을 설명하였으나, 검지 손가락 및 중지 손가락은 다양한 방법으로 구부러질 수 있다. 예를 들어, 서보 모터와 같은 액튜에이터로 검지 손가락 및 중지 손가락을 구부려서 본 발명을 구성하는 것도 가능하다.For example, although the operation of bending the index finger and the middle finger through the third wire 30 has been described above, the index finger and the middle finger can be bent in various ways. For example, it is also possible to configure the present invention by bending the index finger and the middle finger with an actuator such as a servo motor.

또한, 앞에서는 제3와이어(30)가 당겨지며 구부러진 검지 손가락 및 중지 손가락을 펴기 위해 구동부(도시되지 않음)가 제3와이어(30)를 푸는 것으로 설명하였으나, 별도의 와이어를 추가하여 구동부가 제3와이어를 푸는 동시에 추가한 와이어를 잡아당겨 검지 손가락 및 중지 손가락이 펴지도록 구성하는 것도 가능하다.In addition, in the front, the third wire 30 is pulled and the driving unit (not shown) is described as releasing the third wire 30 to open the bent index finger and middle finger, but the driving unit is added by adding a separate wire. It is also possible to configure the index and middle fingers to be stretched by pulling the added wire at the same time as unwinding the 3-wire.

또한, 앞에서는 하나의 구동부(도시되지 않음)가 제1와이어(10)와 제2와이어(20)와 제3와이어(30)를 잡아당기는 것으로 설명하였으나, 제1와이어와 제2와이어를 잡아당기는 구동부와 제3와이어를 잡아당기는 구동부를 별개로 할 수 있고, 서로 다른 별개의 구동부가 각 와이어를 잡아당기도록 본 발명에 따른 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇을 구성하는 것도 가능하다.In addition, in the front, one driving unit (not shown) was described as pulling the first wire 10, the second wire 20, and the third wire 30, but pulling the first wire and the second wire The driving unit and the driving unit for pulling the third wire may be separate, and it is also possible to configure a wearable hand robot with improved thumb movement according to the present invention so that different distinct driving units pull each wire.

또한, 앞에서는 제1지지부재(200)의 제2대립튜브(210)가 엄지 손가락의 뿌리에 손목으로 연장되어 형성되는 것으로 설명하였으나 제2대립튜브를 엄지 손가락의 MCP 과 CMC 관절 사이에 배치하여 본 발명에 따른 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇을 구성하는 것도 가능하다. In addition, in the front, it was described that the second opposing tube 210 of the first support member 200 extends to the wrist of the thumb, and the second opposing tube is disposed between the MCP and CMC joints of the thumb. It is also possible to construct a wearable hand robot with improved thumb movement according to the present invention.

또한, 앞에서는 제1와이어(10)와 제2와이어(20)가 손목에서 엄지 손가락의 끝마디로 연장된 뒤 방향을 전환하여 다시 엄지 손가락 끝마디에서 손목으로 연장되는 것으로 설명하였으나, 제1와이어와 제2와이어가 엄지 손가락 끝마디에서 손목으로 연장되도록 구성하는 것도 가능하다. 이 경우, 제1대립튜브, 제2대립튜브, 제3대립튜브 및 제1복원튜브, 제2복원튜브, 제3복원튜브도 한 줄로 구성될 수 있다.In addition, although the first wire 10 and the second wire 20 were previously described as extending from the wrist to the end of the thumb, the direction is switched to extend from the thumb end to the wrist again. It is also possible to configure the two wires to extend from the tip of the thumb to the wrist. In this case, the first allele tube, the second allele tube, the third allele tube and the first restoration tube, the second restoration tube, and the third restoration tube may also be composed of a single line.

또한, 앞에서는 손등을 감싸도록 형성된 제2지지부재(300)와 연결부재(400)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 제2지지부재와 연결부재를 생략하여 본 발명에 따른 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇을 구성하는 것도 가능하다. 또한, 제2지지부재는 포함하고 연결부재를 생략하여 본 발명에 따른 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇을 구성하는 것도 가능하다.In addition, the front was described as including the second supporting member 300 and the connecting member 400 formed to surround the back of the hand, the second supporting member and the connecting member were omitted to improve the thumb movement according to the present invention. It is also possible to construct a hand robot. In addition, it is also possible to construct a wearable hand robot with improved thumb movement according to the present invention by including the second support member and omitting the connecting member.

또한, 앞에서는 썸 캡(100)이 엄지 손가락의 전면에서 마디 관절을 감싸도록 형성되는 것으로 설명하였으나, 마디 관절이 구부러지는 것을 제한할 수 있도록 썸 캡이 구성되면 충분하므로 썸 캡의 형상은 본 실시예의 형상으로 제한되지 않는다.In addition, although the thumb cap 100 was previously described as being formed to surround the node joint at the front side of the thumb, the shape of the thumb cap is implemented as it is sufficient if the thumb cap is configured to limit the bending of the node joint. It is not limited to the shape of the courtesy.

또한, 앞에서는 썸 캡(100)이 제1보조튜브(130)를 포함하는 것으로 설명하였으나, 제1보조튜브는 생략가능하고, 앞에서 설명한 전환튜브도 생략 가능하다.In addition, although the thumb cap 100 was previously described as including the first auxiliary tube 130, the first auxiliary tube may be omitted, and the conversion tube described above may also be omitted.

또한, 앞에서는 제1지지부재(200)와 제2지지부재(300)가 버클 결합 하는 것으로 설명하였으나, 제1지지부재와 제2지지부재는 다양한 방법으로 결합 가능하다.In addition, the first support member 200 and the second support member 300 have been described as buckle-coupled, the first support member and the second support member can be combined in various ways.

10: 제1와이어 20: 제2와이어
30: 제3와이어 100: 썸 캡
110: 제1대립튜브 120: 제1복원튜브
130: 제1보조튜브 140: 돌기
150: 전환튜브 200: 제1지지부재
210: 제2대립튜브 230: 제3와이어튜브
300: 제2지지부재 320: 제2복원튜브
400: 연결부재 410: 제3대립튜브
420: 제3복원튜브 440: 걸림홈
500: 손목지지부재 600: 핑거 캡
610: 제2보조튜브 700: 핑거 부재
710: 핑거 스트랩 711: 핑거 튜브
720: 밴딩부10: First wire 20: Second wire
30: third wire 100: thumb cap
110: first confrontation tube 120: first restoration tube
130: first auxiliary tube 140: projection
150: switching tube 200: first support member
210: second opposing tube 230: third wire tube
300: second support member 320: second restoration tube
400: connecting member 410: third opposing tube
420: third restoration tube 440: jamming groove
500: wrist support member 600: finger cap
610: second auxiliary tube 700: finger member
710: finger strap 711: finger tube
720: banding

Claims (8)

사용자의 손가락에 장착되어 와이어를 통해 전달되는 외력에 의해 사용자의 손가락을 구부릴 수 있는 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇에 있어서,
상기 엄지 손가락 끝마디 바깥쪽에서 상기 엄지 손가락의 전면을 거쳐 상기 엄지 손가락과 검지 손가락 사이를 경유하고 다시 상기 엄지 손가락의 바깥쪽을 거쳐서 상기 엄지 손가락 뿌리까지 엄지 손가락을 회전하여 감싸면서 연장되는 제1와이어;
상기 엄지 손가락 후면 끝마디에서 상기 엄지 손가락의 뿌리 방향으로 연장되는 제2와이어;
상기 제1와이어의 움직임을 가이드하도록 상기 제1와이어의 경로 상에 배치되고 상기 엄지 손가락 끝마디의 바깥쪽에서 시작되어 상기 엄지 손가락의 전면으로 연장되어 상기 엄지 손가락의 뿌리 방향으로 연장되는 제1대립튜브와, 상기 제2와이어의 움직임을 가이드하도록 상기 제2와이어의 경로 상에 배치되는 제1복원튜브를 구비하고 상기 엄지 손가락에 끼워지도록 형성되는 썸 캡;
상기 제1와이어의 움직임을 가이드하도록 상기 제1와이어의 경로 상에 배치되고 상기 엄지 손가락의 MCP 관절과 CMC 관절을 연결하는 경로로 연장되도록 형성되어 배치되는 제2대립튜브를 구비하고 손바닥을 감싸도록 형성되는 제1지지부재; 및
상기 제1와이어와 제2와이어가 경유하도록 형성되고 손목에 장착되는 손목지지부재;를 포함하는 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇.In the wearable hand robot, which is mounted on the user's finger and has improved thumb movement to bend the user's finger by an external force transmitted through the wire,
A first wire extending from the outer end of the thumb through the front of the thumb through the thumb and the index finger and then rotating and wrapping the thumb through the outer side of the thumb to the root of the thumb;
A second wire extending from the rear end of the thumb toward the root of the thumb;
A first opposing tube disposed on a path of the first wire to guide the movement of the first wire and starting from the outside of the tip of the thumb and extending toward the front of the thumb and extending in the root direction of the thumb , A thumb cap having a first restoration tube disposed on a path of the second wire to guide the movement of the second wire and formed to fit on the thumb;
It is disposed on the path of the first wire to guide the movement of the first wire and is provided with a second opposing tube that is formed and arranged to extend along a path connecting the MCP joint and the CMC joint of the thumb and to surround the palm A first support member formed; And
The first wire and the second wire is formed to pass through the wrist support member mounted on the wrist; Wearable hand robot with improved thumb movement. 제1항에 있어서,
상기 제1지지부재의 제2대립튜브는 상기 제1와이어가 상기 엄지 손가락 뿌리에서 상기 손목으로 연장되도록 배치되는 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇.According to claim 1,
The second opposing tube of the first support member is a wearable hand robot with improved thumb movement, wherein the first wire is disposed to extend from the root of the thumb to the wrist. 제2항에 있어서,
상기 제1지지부재의 제2대립튜브는 상기 손목의 두상골을 지나도록 배치되는 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇.According to claim 2,
The second opposing tube of the first support member is a wearable hand robot with improved thumb movement that is arranged to pass through the head of the wrist. 제3항에 있어서,
상기 썸 캡은, 상기 엄지 손가락의 끝마디와 인접하는 관절을 감싸도록 형성되는 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇.According to claim 3,
The thumb cap is a wearable hand robot with improved thumb movement formed to surround a joint adjacent to the tip of the thumb. 제2항에 있어서,
상기 제2와이어를 가이드하는 제2복원튜브를 구비하고 손등을 감싸도록 형성되어 상기 제1지지부재와 버클 결합하는 제2지지부재;를 포함하는 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇.According to claim 2,
A wearable hand robot with improved thumb movement, including; a second support member having a second restoration tube for guiding the second wire, and formed to surround the back of the hand and buckle-coupled with the first support member. 제5항에 있어서,
상기 제2지지부재에서 상기 엄지 손가락 방향으로 연장되어 상기 썸 캡과 결합되도록 형성되는 연결부재;를 더 포함하고,
상기 연결부재는, 상기 제1와이어의 움직임을 가이드하도록 상기 제1와이어의 경로상에 배치되는 제3대립튜브와 상기 제2와이어의 움직임을 가이드하도록 상기 제2와이어의 경로상에 배치되는 제3복원튜브를 구비하고 상기 엄지 손가락의 길이 방향으로 신축 가능하게 형성되는 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇.The method of claim 5,
It further includes a connecting member extending from the second support member in the direction of the thumb and formed to engage the thumb cap;
The connecting member, the third opposing tube disposed on the path of the first wire to guide the movement of the first wire and the third disposed on the path of the second wire to guide the movement of the second wire A wearable hand robot having a restoration tube and an improved thumb movement formed to be stretchable in the longitudinal direction of the thumb. 제6항에 있어서,
상기 썸 캡은, 상기 엄지 손가락의 끝부분에 U 자형으로 형성되고 상기 제2와이어가 경유하는 제1보조튜브를 더 포함하는 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇.The method of claim 6,
The thumb cap is formed in a U-shape at the end of the thumb and further includes a first auxiliary tube through the second wire. The wearable hand robot with improved thumb movement. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
검지 손가락 및 중지 손가락의 끝부분을 향하여 각각 연장되다가 그 손가락의 뿌리 방향으로 연장 방향이 전환되도록 배치되는 제3와이어;
상기 제3와이어가 경유하도록 상기 검지 손가락 및 중지 손가락의 끝부분에 배치되어 U 자형으로 형성되는 제2보조튜브를 구비하고 상기 검지 손가락 및 중지 손가락 끝에 끼워지도록 형성되는 핑거 캡;을 더 포함하고,
상기 제1지지부재는, 상기 제3와이어가 상기 검지 손가락 및 중지 손가락 뿌리에서 상기 손목까지 연장되도록 상기 제3와이어를 가이드하는 제3와이어튜브를 포함하고,
상기 손목지지부재는, 상기 제1와이어와 제2와이어와 제3와이어가 경유하도록 형성되는 엄지 손가락 움직임이 향상된 착용형 손 로봇.The method according to any one of claims 1 to 7,
A third wire extending toward the ends of the index finger and the middle finger and disposed so that the extension direction is switched in the root direction of the finger;
It further includes a finger cap which is disposed at the ends of the index finger and the middle finger so as to pass through the third wire, and has a second auxiliary tube formed in a U shape and is fitted to the end of the index finger and middle finger.
The first support member includes a third wire tube that guides the third wire such that the third wire extends from the roots of the index finger and middle finger to the wrist,
The wrist support member is a wearable hand robot with improved thumb movement formed to pass through the first and second wires and the third wire.
KR1020180054118A 2017-05-18 2018-05-11 Wearable Type Hand Robot with Improved Thumb Motions KR102093555B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20170061803 2017-05-18
KR1020170061803 2017-05-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180127201A KR20180127201A (en) 2018-11-28
KR102093555B1 true KR102093555B1 (en) 2020-03-25

Family

ID=64561510

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180054118A KR102093555B1 (en) 2017-05-18 2018-05-11 Wearable Type Hand Robot with Improved Thumb Motions

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102093555B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11318622B2 (en) 2020-09-08 2022-05-03 Korea Institute Of Science And Technology Wearable robot hand device removable from hand structure

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102515086B1 (en) * 2020-11-10 2023-03-29 한국과학기술원 Assistive wearable robot for upper limb movement using artificial muscle
KR102470787B1 (en) * 2020-06-26 2022-11-28 만드로 주식회사 Exoskeleton glove-type artificial arm
CN112545830A (en) * 2020-12-02 2021-03-26 复旦大学附属华山医院 Flexible exoskeleton glove
WO2024043425A1 (en) * 2022-08-23 2024-02-29 동아대학교 산학협력단 Soft covering structure for robot with metastructure applied
CN115708756A (en) * 2022-11-03 2023-02-24 天津科技大学 Conveniently-worn actuator for finger rehabilitation
WO2024005733A1 (en) * 2022-11-11 2024-01-04 Bursa Uludağ Üni̇versi̇tesi̇ Mobile hand exoskeleton for support and rehabilitation

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015208511A (en) * 2014-04-28 2015-11-24 学校法人東京電機大学 Rehabilitation assisting device

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101263933B1 (en) * 2010-08-02 2013-05-10 서울대학교산학협력단 Globe type wearable robot
KR200472088Y1 (en) * 2012-05-07 2014-04-07 김종석 Finger sucking preventor
KR101793906B1 (en) * 2015-11-13 2017-11-07 대한민국 Wearable Type Hand Robot

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015208511A (en) * 2014-04-28 2015-11-24 学校法人東京電機大学 Rehabilitation assisting device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11318622B2 (en) 2020-09-08 2022-05-03 Korea Institute Of Science And Technology Wearable robot hand device removable from hand structure

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180127201A (en) 2018-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102093555B1 (en) Wearable Type Hand Robot with Improved Thumb Motions
US11565399B2 (en) Wearable hand robot
US10723016B2 (en) Wearable hand robot
JP6887997B2 (en) Handle mechanism that grants unlimited rolls
US8668659B2 (en) Finger motion assisting apparatus
KR101263933B1 (en) Globe type wearable robot
US5325868A (en) Self-gripping medical wire torquer
CN214386185U (en) Wrist protector
JP2020534108A (en) Finger movement assist device
US11547274B2 (en) Grips for medical devices
ATE171358T1 (en) BIOPSY FORCEPS WITH SEPARABLE PROXIMAL HANDLE AND DISTAL JAW PARTS
JP2005537868A (en) Endoscope accessory control system outside the endoscope
KR101247705B1 (en) An artificial arm linked with an elbow joint
JP5476441B1 (en) Doll body wrist joint structure, doll body ankle joint structure, and doll body
KR20160003925A (en) Globe Type Wearable Robot
KR102206484B1 (en) Wearable Robotic Glove
JP2021512713A (en) Surgical instruments with mechanically operable levers
JP5945642B2 (en) Endoscope bending operation mechanism
JP7029712B2 (en) Training equipment
TWI650158B (en) Wrist-driven aid
US20060135846A1 (en) Endoscopic device and component attachable to an endoscope handpiece
EP3085260A1 (en) Glove
JP7040742B2 (en) Upper limb orthotic
TW202110412A (en) Exoskeleton hand with detachable pad including a robot hand body, a pad, a pad fixing assembly and a hand fixing assembly
JP3184390U (en) Finger training brace

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant