KR102421437B1

KR102421437B1 - 손 운동장치

Info

Publication number: KR102421437B1
Application number: KR1020200149854A
Authority: KR
Inventors: 김호문; 권순철
Original assignee: 에이치로보틱스 주식회사; 대한민국(국립재활원장)
Priority date: 2020-11-11
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2022-07-15
Also published as: KR20220063913A

Abstract

본 발명은 손 운동장치에 관한 것으로서, 손이 거치되는 손 거치대와; 손가락의 복수의 손가락 마디에 대응하며 상기 손 거치대에 마련되어, 상기 손가락이 거치되며 손가락의 굽힘 동작 또는 펼침 동작에 따른 관절운동을 하는 손가락 모듈을 갖는 손가락 운동부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

손 운동장치{HAND EXERCISING APPARATUS}

본 발명은 손 운동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 운동자의 자력 또는 외력에 의해 손가락 운동을 할 수 있는 손가락, 손목 및 상지를 동시에 재활 운동할 수 있는 손 운동장치에 관한 것이다.

일반적으로, 인체의 각 관절 부위는 관절 부위와 인접한 부위들이 관절 부위를 기준으로 회전 가능한 구조를 가진다.

특히, 손가락은 엄지를 제외한 검지, 중지, 약지, 소지의 경우, 손가락 뿌리를 이루는 손가락 첫마디와, 손가락 중간마디와, 손가락 끝마디로 이루어지며, 각 손가락 마디 사이에는 관절이 마련되어 있다.

중풍환자와 같이 손가락 관절에 이상이 있는 환자, 운동선수 또는 진동기구 등을 많이 사용하는 작업자들은 손가락 관절을 굽힘(flexion)동작과 펼침(extension)동작을 반복적으로 운동시키는 재활치료가 요구된다.

또한, 상지와 같은 관절 부위를 다치거나 수술한 환자의 경우에는 스스로 운동이 불가능하므로, 근육이 약해지고 원활한 영양 공급이 이루어지지 않아서 상지의 관절 부위가 뻣뻣해지면서 굳어질 우려가 있다.

특히, 노인이나 근력이 약한 사람들은 건강한 사람들에 비해 관절 운동에 어려움을 겪고 있으며, 실질적으로 운동이 필요함에도 일반적인 운동기구로는 운동을 하는 것이 현실적으로 어려운 실정이다.

이에 따라, 마비가 오거나 장애를 갖게 된 손 및 상지를 계속적으로 움직이게 운동을 하므로써, 혈액순환과 신경소통을 촉진하여 운동 능력을 최대한 유지하고, 관절의 변형을 방지하는 것이 매우 중요하다.

국내등록특허공보 제10-1471805호 국내등록특허공보 제10-1163903호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 운동자의 자력 또는 외력에 의해 손가락의 관절 각도를 변화시키며 편리하게 손가락 운동을 할 수 있는 손 운동장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 손가락 및 상지를 동시에 또는 선택적으로 운동할 수 있는 손 운동장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적은, 손이 거치되는 손 거치대와; 손가락의 복수의 손가락 마디에 대응하며 상기 손 거치대에 마련되어, 상기 손가락이 거치되며 손가락의 굽힘 동작 또는 펼침 동작에 따른 관절운동을 하는 손가락 모듈을 갖는 손가락 운동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 손 운동장치에 의해 달성될 수 있다.

여기서, 상기 손가락 모듈은, 손가락의 복수의 손가락 마디에 대응하며 배치되어, 굽힘 운동 또는 펼침 운동을 하는 관절링크와; 상기 관절링크의 일단부가 피봇가능하게 연결되며, 상기 손 거치대에 지지되는 지지링크와; 상기 관절링크가 선회하도록 안내하는 선회 가이드링크를 포함할 수 있다.

상기 관절링크는, 손가락 뿌리를 이루는 손가락 첫마디에 배치되는 제1관절링크와; 상기 제1관절링크가 피봇가능하게 연결되며, 손가락 중간마디에 배치되는 제2관절링크와; 상기 제2관절링크가 피봇가능하게 연결되며, 손가락 끝마디에 배치되는 제3관절링크를 포함할 수 있다.

상기 지지링크는 상기 제1관절링크가 피봇가능하게 연결되며, 상기 손 거치대에 지지될 수 있다.

상기 선회 가이드링크는 상기 제1관절링크와 상기 제3관절링크를 피봇가능하게 연결하며, 상기 제1관절링크에 대해 상기 제3관절링크가 선회하도록 안내할 수 있다.

상기 손가락 모듈은, 상기 관절링크를 선회시키는 선회 구동부를 더 포함할 수 있다.

상기 선회 구동부는, 손가락용 구동모터와; 상기 손가락용 구동모터의 회전운동을 리니어 운동으로 변환하는 크랭크와; 상기 크랭크와 상기 제1관절링크에 피봇가능하게 연결되어 리니어 왕복운동하는 리니어 운동링크와; 상기 리니어 운동링크와 상기 제2관절링크를 피봇가능하게 연결하며, 상기 리니어 운동링크의 리니어 운동에 대해 상기 제2관절링크가 선회 운동하도록 안내하는 선회 운동링크를 포함할 수 있다.

상기 선회 구동부는, 상기 손가락용 구동모터의 회전수와 회전 각도를 측정하며, 상기 손가락용 구동모터의 회전을 제어하는 엔코더를 더 포함할 수 있다.

상기 제1관절링크와, 상기 제2관절링크와, 상기 제3관절링크 중 적어도 어느 하나에는 손가락이 착용되는 손가락 착용부가 마련될 수 있다.

상기 손가락 모듈은 검지, 중지, 약지, 소지에 대응하여 각각 마련될 수 있다.

상기 손 거치대가 착탈가능하게 결합되며, 상기 손 거치대에 거치되는 상지를 운동시키는 상지 운동부를 더 포함할 수 있다.

상기 상지 운동부는, 상기 손 거치대가 착탈되는 착탈부와; 상기 착탈부를 지지하며, 상호 접근 및 이격하는 한 쌍의 제1암과; 한 쌍의 상기 제1암 중 상기 착탈부를 지지하는 제1암을 따라 이동가능하게 연결되고, 상호 접근 및 이격하는 한 쌍의 제2암과; 한 쌍의 상기 제1암을 선회시키는 제1암 구동모터와; 한 쌍의 상기 제2암을 선회시키는 제2암 구동모터를 포함할 수 있다.

한 쌍의 상기 제1암과 한 쌍의 상기 제2암은 동일 평면을 따라 이동하도록 배치될 수 있다.

한 쌍의 상기 제1암과 한 쌍의 상기 제2암은 각각 피벗가능하게 연결될 수 있다.

한 쌍의 상기 제1암 중 상기 착탈부를 지지하는 제1암에는 그 길이방향을 따라 가이드 홈이 형성되고, 한 쌍의 상기 제2암 중 상기 착탈부를 지지하는 제1암에연결되는 제2암에는 상기 가이드 홈을 따라 왕복이동하는 가이드가 마련될 수 있다.

상기 상지 운동부는, 상기 손 거치대의 일측에 마련되어, 상지의 전완이 거치되는 전완 거치대를 더 포함할 수 있다.

상기 전완 거치대에 마련되어, 상기 전완을 고정하는 전완 고정부를 더 포함할 수 있다.

상기 손가락 모듈은 상기 손 거치대에 착탈될 수 있다.

본 발명에 따르면, 무리한 힘을 가하지 않고, 손가락의 굽힘 또는 펼침 형태에 따라 운동자의 자력 또는 외력에 의해 손가락의 관절 각도를 변화시키며 편리하게 손가락 운동을 할 수 있다.

또한, 손가락 및 상지를 동시에 또는 선택적으로 운동할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 손 운동장치의 사시도,
도 2는 도 1의 손가락 운동부와 상지 운동부의 분해 사시도,
도 3은 도 1의 손가락 운동부의 사시도,
도 4는 도 3의 요부 분해 사시도,
도 5는 도 3의 손가락 모듈의 요부 확대 사시도,
도 6은 도 1의 손가락 모듈의 배치를 도시한 개략적인 모식도,
도 7은 도 1의 상지 운동부의 평면도이다.

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 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

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 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 구성요소들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 비록 "제1", "제2" 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 기술자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또한, 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 손 운동장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 손가락 운동부와 상지 운동부의 분해 사시도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 손 운동장치(1)는 손가락을 운동시키기 위한 손가락 운동부(10)를 포함한다.

손가락 운동부(10)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 손이 거치되는 손 거치대(11)와, 손가락이 거치되는 손가락 모듈(21)을 포함한다.

손 거치대(11)는 손의 손등이 거치되는 손등 거치부(13)와, 손날이 거치되는 손날 거치부(15)를 포함한다.

손등 거치부(13)와 손날 거치부(15)는 손의 손등과 손날이 안정적으로 거치되도록 평평한 판 형상을 가지며, 상호 수직하게 배치된다.

손가락 모듈(21)은 운동하고자 하는 손가락이 착용되며, 관절링크(23)와, 지지링크(41)와, 선회 가이드링크(45)를 포함한다.

관절링크(23)는 손가락의 복수의 손가락 마디에 대응하며 배치되어, 굽힘 운동 또는 펼침 운동을 한다.

관절링크(23)는 제1관절링크(25)와, 제2관절링크(27)와, 제3관절링크(29)를 포함한다.

제1관절링크(25)와, 제2관절링크(27)와, 제3관절링크(29)는 손가락의 길이방향을 따라 일렬로 연결되어, 손가락 등을 따라 배치된다.

제1관절링크(25)는 일정 길이를 가지며, 손가락 뿌리를 이루는 손가락 첫마디에 대응하며 배치된다. 이러한 제1관절링크(25)의 일단부는 지지링크(41)에 피봇가능하게 연결된다.

제2관절링크(27)는 제1관절링크(25)보다 작은 길이를 가지며, 손가락 중간마디에 대응하며 배치된다. 제2관절링크(27)의 일단부는 제1관절링크(25)와 피봇 핀(35)에 의해 피봇가능하게 연결된다.

제3관절링크(29)는 제2관절링크(27)보다 작은 길이를 가지며, 손가락 끝마디에 대응하며 배치된다. 제3관절링크(29)의 일단부는 제2관절링크(27)와 피봇 핀(35)에 의해 피봇가능하게 연결된다.

이러한 각 관절링크(25,27,29)는 일정 두께와 길이를 갖는 한 쌍의 바아(bar)가 상호 간격을 두고 나란하게 배치되는 형상을 가진다. 각 관절링크(25,27,29)는 손가락의 마디의 크기에 대응하여 상호 다른 길이를 가진다.

또한, 제2관절링크(27)와 제3관절링크(29)에는 손가락을 착용하기 위한 손가락 착용부(31)가 마련되어 있다.

여기서, 도시되어 있지 않지만, 손가락 착용부(31)에는 벨크로 테이프에 의해 체결되는 밴드 또는 스트립이 마련될 수도 있다. 또한, 손가락 착용부(31)는 제1관절링크(25)와, 제2관절링크(27)와, 제3관절링크(29) 중 적어도 어느 하나에 마련될 수도 있다.

지지링크(41)는 일정 두께와 길이를 갖는 바아 형상을 가지며, 지지링크(41)의 일단부는 제1관절링크(25)의 일단부와 피봇 핀(35)에 의해 피봇가능하게 연결된다.

또한, 지지링크(41)는 손 거치대(11)의 손등 거치부(13)의 배면에 지지된다. 지지링크(41)는 도시하지 않은 체결수단에 의해 손 거치대(11)에 착탈가능하게 결합될 수 있다.

선회 가이드링크(45)는 일정 길이의 바아 형상을 가지며, 제1관절링크(25)와 제3관절링크(29)에 피봇 핀(35)에 의해 피봇가능하게 연결되어, 제1관절링크(25)에 대해 제3관절링크(29)가 선회하도록 안내한다. 특히, 선회 가이드링크(45)의 일단부는 지지링크(41)로부터 가장 멀리 위치한 제1관절링크(25)의 단부에 피봇가능하게 연결되고, 선회 가이드링크(45)의 타단부는 손가락 등에 가까이 위치하는 제3관절링크(29)의 일 영역에 피봇가능하게 연결된다. 이에 따라, 선회 가이드링크(45)는 제2관절링크(27)를 가로지르며 배치된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 손 운동장치(1)의 손가락 모듈(21)은 관절링크(23)를 선회시키는 선회 구동부를 더 포함할 수 있다.

선회 구동부는 손가락용 구동모터(53)와, 크랭크(55)와, 리니어 운동링크(57)와, 선회 운동링크(59)를 포함한다.

손가락용 구동모터(53)는 회전력을 발생하며, 손 거치대(11)의 손등 거치부(13)의 배면에 지지된다.

크랭크(55)는 손가락용 구동모터(53)의 축에 연결되어, 손가락용 구동모터(53)의 회전운동을 리니어 운동으로 변환한다. 크랭크(55)의 일단부는 손가락용 구동모터(53)에 연결되고, 타단부는 피봇 핀(35)에 의해 리니어 운동링크(57)의 일단부에 피봇가능하게 연결된다.

리니어 운동링크(57)는 일정 두께와 길이를 갖는 한 쌍의 바아가 상호 간격을 두고 나란하게 배치되는 형상을 가진다.

리니어 운동링크(57)의 일단부에는 크랭크(55)가 피봇 핀(35)에 의해 피봇가능하게 연결되고, 타단부에는 제1관절링크(25)가 피봇 핀(35)에 의해 피봇가능하게 연결된다.

선회 운동링크(59)는 일정 두께와 길이를 갖는 한 쌍의 바아가 상호 간격을 두고 나란하게 배치되는 형상을 가진다.

선회 운동링크(59)의 일단부에는 리니어 운동링크(57)가 피봇 핀(35)에 의해 피봇가능하게 연결되고, 타단부에는 제2관절링크(27)가 피봇 핀(35)에 의해 피봇가능하게 연결된다. 특히, 선회 운동링크(59)의 일단부는 크랭크(55)로부터 가장 멀리 위치한 리니어 운동링크(57)의 타단부에 피봇가능하게 연결되고, 선회 운동링크(59)의 타단부는 손가락 등에 가까이 위치하는 제2관절링크(27)의 일 영역에 피봇가능하게 연결된다. 이에 따라, 선회 운동링크(59)는 제1관절링크(25)를 가로지르며 배치된다.

또한, 리니어 운동링크(57)와 지지링크(41)는 리니어 가이드링크(61)에 의해 연결된다. 리니어 가이드링크(61)의 일단부는 크랭크(55)의 타단부와 리니어 운동링크(57)의 일단부에 결합되는 피봇 핀(35)에 의해 피봇가능하게 연결되고, 타단부는 지지링크(41)의 타단부와 피봇 핀(35)에 의해 피봇가능하게 연결된다. 이와 같이 리니어 가이드링크(61)는, 리니어 운동링크(57)의 왕복 리니어 운동을 가이드하며, 리니어 운동링크(57)의 리니어 운동범위를 제한한다.

또한, 선회 구동부는, 손가락용 구동모터(53)의 회전수와 회전 각도를 측정하며 손가락용 구동모터(53)의 회전을 제어하는 엔코더(65)를 더 포함할 수 있다.

이와 같이, 엔코더(65)를 마련함으로써, 운동하고자 하는 손가락의 굴곡 정도에 맞추어, 관절링크(23)의 선회 운동각도를 제어할 수 있게 된다.

이러한 복수의 손가락 모듈(21)은 손 거치대(11)의 손등 거치부(13)의 배면에 착탈가능하게 결합될 수 있다.

한편, 본 실시예에서는 검지, 중지, 약지, 소지에 대응하여 각각 4개의 손가락 모듈(21)이 마련되어 있지만, 이에 한정되지 않고 운동하고자 하는 손가락에 대응하는 손가락 모듈만을 선택하여, 손 거치대(11)에 장착하여 운동할 수도 있다.

여기서, 미설명된 참조부호 37은 제3관절링크(29)의 한 쌍의 바아를 연결하여, 제3관절링크(29)의 형상을 유지하기 위한 연결핀이다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 손 운동장치(1)의 손가락 모듈(21)을 이용하여 운동하는 과정에 대해 도 6을 이용하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 선회 구동부의 손가락용 구동모터(53)를 구동하지 않은 상태에서, 운동자가 자력으로 손가락에 힘을 주어 손가락을 운동하는 과정에 대해 설명한다.

손가락의 굴곡 정도에 맞추어, 각 관절링크(25,27,29)의 배치 각도를 미리 세팅한다. 이하에서는 설명의 편리상, 펼쳐진 상태의 손가락을 굽힘 동작하는 과정에 대해 설명한다.

이어서, 엄지를 제외한 나머지 손가락을 각 손가락 모듈(21)의 손가락 착용부(31)에 착용한다.

그리고, 손가락이 펼쳐진 상태에서 손가락 착용부(31)에 착용된 손가락이 구부러지도록 손가락에 힘을 주면, 리니어 운동링크(57)가 손가락의 끝단부를 향해 리니어 이동하고, 이어서 선회 운동링크(59)가 도 6에서 보았을 때 반시계방향으로 선회한다.

그리고, 손가락이 더 구부러지도록 손가락에 더 힘을 주면, 선회 운동링크(59)가 반시계방향으로 더 선회하면서 제1관절링크(25)를 반시계방향으로 선회시켜, 손가락의 첫마디가 굽혀지게 된다.

이어서, 손가락이 좀 더 구부러지도록 손가락에 좀 더 힘을 주면, 선회 운동링크(59)와 제1관절링크(25)가 반시계방향으로 더 선회하면서 제2관절링크(27)를 반시계방향으로 선회시켜, 손가락의 중간마디가 굽혀지게 된다.

그리고, 손가락이 좀 더 구부러지도록 손가락에 좀 더 힘을 주면, 선회 운동링크(59)와 제1관절링크(25)와 제2관절링크(27)가 반시계방향으로 더 선회하면서 제3관절링크(29)와 선회 가이드링크(45)를 반시계방향으로 선회시켜, 손가락의 끝마디가 굽혀지게 된다.

이에 따라, 손가락의 굽힘 동작이 완료된다.

한편, 손가락에 작용하는 힘을 제거하면, 각 관절링크(25,27,29)는 전술한 굽힘 동작의 반대로 관절운동을 하여 손가락을 펼치는 동작을 하게 된다.

이로써, 운동자는 본 발명의 일 실시예에 따른 손 운동장치(1)를 이용하여 자력으로 손가락의 굽힘 동작 및 펼침 동작을 하며 손가락을 운동할 수 있게 된다.

다음, 본 발명의 일 실시예에 따른 손 운동장치(1)를 이용하여 손가락이 펼쳐진 상태를 갖는 운동자의 손가락을 외력에 의해 운동시키는 과정에 대해 설명한다.

손가락의 굴곡 상태에 맞추어, 각 관절링크(25,27,29)의 배치 각도를 미리 세팅한다. 이하에서는 설명의 편리상, 펼쳐진 상태의 손가락을 운동하는 과정에 대해 설명한다.

그리고, 손가락이 펼쳐진 상태에서 손가락 착용부(31)에 착용된 손가락이 구부러지도록 선회 구동부의 손가락용 구동모터(53)를 일방향으로 회전시키면, 리니어 운동링크(57)가 손가락의 끝단부를 향해 리니어 이동하고, 이어서 선회 운동링크(59)가 도 6에서 보았을 때 반시계방향으로 선회한다.

그리고, 손가락이 더 구부러지도록 손가락용 구동모터(53)가 일방향으로 더 회전을 하면, 선회 운동링크(59)가 반시계방향으로 더 선회하면서 제1관절링크(25)를 반시계방향으로 선회시켜, 손가락의 첫마디가 굽혀지게 된다.

이어서, 손가락이 좀 더 구부러지도록 손가락용 구동모터(53)가 일방향으로 더 회전을 하면, 선회 운동링크(59)와 제1관절링크(25)가 반시계방향으로 더 선회하면서 제2관절링크(27)를 반시계방향으로 선회시켜, 손가락의 중간마디가 굽혀지게 된다.

그리고, 손가락이 좀 더 구부러지도록 손가락용 구동모터(53)가 일방향으로 더 회전을 하면, 선회 운동링크(59)와 제1관절링크(25)와 제2관절링크(27)가 반시계방향으로 더 선회하면서 제3관절링크(29)와 선회 가이드링크(45)를 반시계방향으로 선회시켜, 손가락의 끝마디가 굽혀지게 된다.

이에 따라, 손가락의 굽힘 동작이 완료된다.

한편, 손가락이 펼쳐지도록 손가락용 구동모터(53)가 타방향으로 회전을 하면, 각 관절링크(25,27,29)는 전술한 굽힘 동작의 반대로 관절운동을 하여 손가락의 펼침 동작을 하게 된다.

이로써, 운동자는 본 발명의 일 실시예에 따른 손 운동장치(1)의 선회 구동부를 이용하여 손가락에 외력을 가해 손가락의 굽힘 동작 및 펼침 동작을 하며 손가락을 운동할 수 있게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 손 운동장치(1)는, 손 거치대(11)에 장착된 각 손가락 모듈(21)의 선회 구동부의 손가락용 구동모터(53)를 동일한 속도로 회전시킴으로써, 각 손가락을 동시에 굽힘 동작 또는 펼침 동작시킬 수 있다. 또한, 손가락용 구동모터(53)를 각각 다른 속도로 회전시킴으로써, 각 손가락을 각기 다르게 굽힘 동작 및 펼침 동작시킬 수 있다. 그리고, 각 손가락 모듈(21) 중 일부 손가락 모듈(21)의 손가락용 구동모터(53)만을 작동 정지하고, 나머지 손가락 모듈(21)들의 손가락용 구동모터(53)들을 동작시킬 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 손 운동장치(1)는 상지를 운동시키는 상지 운동부(100)를 더 포함할 수 있다.

상지 운동부(100)는 손 거치대(11)에 거치되는 상지를 운동시킨다.

상지 운동부(100)는 손 거치대(11)가 착탈하는 착탈부(101)와, 한 쌍의 제1암(111a,111b)과, 한 쌍의 제2암(121a,121b)과, 제1암 구동모터(131)와, 제2암 구동모터(135)를 포함한다.

착탈부(101)는 도 2에 도시된 바와 같이, 손 거치대(11)에 마련되는 거치대 착탈구(103)와, 거치대 착탈구(103)에 착탈가능하게 삽입 결합되는 착탈 로드(105)를 포함한다.

거치대 착탈구(103)는 내부에 착탈 로드(105)가 삽입 결합되도록, 손 거치대(11)의 손날 거치부(15)의 판면으로부터 일정 높이로 돌출 형성되어 있다.

착탈 로드(105)는 일정 길이의 봉 형상을 가지며, 손 거치대(11)의 거치대 착탈구(103)에 착탈가능하게 삽입 결합된다.

한 쌍의 제1암(111a,111b)은 각각 일정 길이의 바아 형상을 가지며, 각 제1암(111a,111b)의 일단부가 피봇 핀(129)에 의해 피봇가능하게 연결되어, 피봇 핀(129)을 중심으로 상호 접근 및 이격한다.

일측 제1암(111a)의 타단부에는 착탈 로드(105)가 연결되고, 타측 제1암(111b)의 타단부에는 제1암 구동모터(131)가 연결된다.

그리고, 일측 제1암(111a)에는 그 길이방향을 따라 가이드 홈(115)이 형성되어 있다.

한 쌍의 제2암(121a,121b)은 각각 일정 길이의 바아 형상을 가지며, 각 제2암(121a,121b)의 일단부가 피봇 핀(129)에 의해 피봇가능하게 연결되어, 피봇 핀(129)을 중심으로 상호 접근 및 이격한다.

일측 제2암(121a)은 일측 제1암(111a)을 따라 이동가능하게 연결되고, 타측 제2암(121b)의 타단부에는 제2암 구동모터(135)가 연결된다.

일측 제2암(121a)의 타단부에는 일측 제1암(111a)의 가이드 홈(115)을 따라 왕복이동하는 가이드(125)가 마련되어 있다.

이러한 한 쌍의 제1암(111a,111b)과 한 쌍의 제2암(121a,121b)은 도 7에 도시된 바와 같이, 동일 평면을 따라 이동하도록 배치된다.

제1암 구동모터(131)는 타측 제1암(111b)의 타단부에 연결되어, 한 쌍의 제1암(111a,111b)을 선회시킨다.

제2암 구동모터(135)는 타측 제2암(121b)의 타단부에 연결되어, 한 쌍의 제2암(121a,121b)을 선회시킨다.

제1암 구동모터(131)와 제2암 구동모터(135)는 한 쌍의 제1암(111a,111b)과 한 쌍의 제2암(121a,121b)이 동일 평면을 따라 이동하도록 상하방향으로 배치되며, 제2암 구동모터(135)는 베이스 플레이트(141)에 의해 바닥에 안착된다.

또한, 상지 운동부(100)는 상지의 전완이 거치되는 전완 거치대(151)를 더 포함한다.

전완 거치대(151)는 손 거치대(11)의 일측에 마련되고, 전완을 부분적으로 둘러싸도록, 상측이 개방된 형상을 가진다.

전완 거치대(151)에는 전완을 전완 거치대(151)에 고정하기 위한 전완 고정부(155)가 마련되어 있다.

여기서, 도시되어 있지 않지만, 전완 고정부(155)에는 벨크로 테이프에 의해 체결되는 밴드 또는 스트립이 마련될 수도 있다.

이러한 구성에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 손 운동장치(1)를 이용하여 상지 운동을 하는 과정에 대해 설명하면 다음과 같다.

손 거치대(11)를 상지 운동부(100)의 착탈부(101)에 장착한 후, 상지의 전완을 전완 거치대(151)에 거치하며 고정시킨다.

이 때, 운동자는 손가락을 손가락 모듈(21)에 거치하거나 또는, 손가락을 거치대 착탈구(103)에 직접 그립할 수도 있다.

그리고, 제1암 구동모터(131)와 제2암 구동모터(135)를 정역 회전시키면, 제2암(121a)의 가이드(125)가 제1암(111a)의 가이드 홈(115)을 따라 왕복이동하여, 한 쌍의 제1암(111a,111b)과 한 쌍의 제2암(121a,121b)이 동일 평면을 따라 이동하며 상호 접근 및 이격한다.

특히, 제1암 구동모터(131)와 제2암 구동모터(135)를 동일한 속도 및 서로 다른 속도로 조합하며 회전시킴으로써, 착탈 로드(105)는 다양한 곡선 또는 직선 형태로 전후방향 및 좌우방향으로 이동하며, 전완 거치대(151)에 거치된 상지는 관절 각도가 변화되며 다양한상지 운동을 할 수 있게 된다.

한편, 전술한 손가락 운동부(10)의 선회 구동부를 구동함과 동시에 상지 운동부(100)의 제1암 구동모터(131)와 제2암 구동모터(135)를 구동하여, 손가락을 운동하면서 상지 운동을 동시에 병행할 수도 있다.

이와 같이, 본 발명에 따르면, 손가락의 굽힘 형태 또는 펼침 형태에 따라 자력 또는 외력에 의해 손가락의 관절 각도를 변화시키며 편리하게 손가락 운동을 할 수 있게 된다.

또한, 손가락 및 상지를 동시에 또는 선택적으로 운동할 수 있게 된다.

이상, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자는 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, 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 손 운동장치
10: 손가락 운동부
11: 손 거치대
21: 손가락 모듈
23: 관절링크
25: 제1관절링크
27: 제2관절링크
29: 제3관절링크
41: 지지링크
45: 선회 가이드링크
51: 선회 구동부
53: 손가락용 구동모터
55: 크랭크
57: 리니어 운동링크
59: 선회 운동링크
61: 리니어 가이드링크
65: 엔코더
100: 상지 운동부
101: 착탈부
111a,111b: 제1암
115: 가이드 홈
121a,121b: 제2암
125: 가이드
131: 제1암 구동모터
135: 제2암 구동모터
151: 전완 거치대

Claims

손이 거치되는 손 거치대와,
손가락의 복수의 손가락 마디에 대응하며 상기 손 거치대에 마련되어, 상기 손가락이 거치되며 손가락의 굽힘 동작 또는 펼침 동작에 따른 관절운동을 하는 손가락 모듈을 갖는 손가락 운동부를 포함하고;
상기 손가락 모듈은,
손가락의 복수의 손가락 마디에 대응하며 배치되어, 굽힘 운동 또는 펼침 운동을 하는 관절링크와,
상기 관절링크의 일단부가 피봇가능하게 연결되며, 상기 손 거치대에 지지되는 지지링크와,
상기 관절링크가 선회하도록 안내하는 선회 가이드링크와,
상기 관절링크를 선회시키는 선회 구동부를 포함하고;
상기 관절링크는,
손가락 뿌리를 이루는 손가락 첫마디에 배치되는 제1관절링크와,
상기 제1관절링크가 피봇가능하게 연결되며, 손가락 중간마디에 배치되는 제2관절링크와,
상기 제2관절링크가 피봇가능하게 연결되며, 손가락 끝마디에 배치되는 제3관절링크를 포함하고;
상기 선회 구동부는,
손가락용 구동모터와,
상기 손가락용 구동모터의 회전운동을 리니어 운동으로 변환하는 크랭크와,
상기 크랭크와 상기 제1관절링크에 피봇가능하게 연결되어 리니어 왕복운동하는 리니어 운동링크와,
상기 리니어 운동링크와 상기 제2관절링크를 피봇가능하게 연결하며, 상기 리니어 운동링크의 리니어 운동에 대해 상기 제2관절링크가 선회 운동하도록 안내하는 선회 운동링크를 포함하는 것을 특징으로 하는 손 운동장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 지지링크는 상기 제1관절링크가 피봇가능하게 연결되며, 상기 손 거치대에 지지되는 것을 특징으로 하는 손 운동장치.
제1항에 있어서,
상기 선회 가이드링크는 상기 제1관절링크와 상기 제3관절링크를 피봇가능하게 연결하며, 상기 제1관절링크에 대해 상기 제3관절링크가 선회하도록 안내하는 것을 특징으로 하는 손 운동장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 선회 구동부는,
상기 손가락용 구동모터의 회전수와 회전 각도를 측정하며, 상기 손가락용 구동모터의 회전을 제어하는 엔코더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손 운동장치.
제1항에 있어서,
상기 제1관절링크와, 상기 제2관절링크와, 상기 제3관절링크 중 적어도 어느 하나에는 손가락이 착용되는 손가락 착용부가 마련되는 것을 특징으로 하는 손 운동장치.
제1항에 있어서,
상기 손가락 모듈은 검지, 중지, 약지, 소지에 대응하여 각각 마련되는 것을 특징으로 하는 손 운동장치.
손이 거치되는 손 거치대와,
손가락의 복수의 손가락 마디에 대응하며 상기 손 거치대에 마련되어, 상기 손가락이 거치되며 손가락의 굽힘 동작 또는 펼침 동작에 따른 관절운동을 하는 손가락 모듈을 갖는 손가락 운동부와,
상기 손 거치대가 착탈가능하게 결합되며, 상기 손 거치대에 거치되는 상지를 운동시키는 상지 운동부를 포함하고;
상기 상지 운동부는,
상기 손 거치대가 착탈되는 착탈부와,
상기 착탈부를 지지하며, 상호 접근 및 이격하는 한 쌍의 제1암과,
한 쌍의 상기 제1암 중 상기 착탈부를 지지하는 제1암을 따라 이동가능하게 연결되고, 상호 접근 및 이격하는 한 쌍의 제2암과,
한 쌍의 상기 제1암을 선회시키는 제1암 구동모터와,
한 쌍의 상기 제2암을 선회시키는 제2암 구동모터를 포함하고;
한 쌍의 상기 제1암 중 상기 착탈부를 지지하는 제1암에는 그 길이방향을 따라 가이드 홈이 형성되고, 한 쌍의 상기 제2암 중 상기 착탈부를 지지하는 제1암에연결되는 제2암에는 상기 가이드 홈을 따라 왕복이동하는 가이드가 마련되는 것을 특징으로 하는 손 운동장치.
삭제
제11항에 있어서,
한 쌍의 상기 제1암과 한 쌍의 상기 제2암은 동일 평면을 따라 이동하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 손 운동장치.
제11항에 있어서,
한 쌍의 상기 제1암과 한 쌍의 상기 제2암은 각각 피벗가능하게 연결되는 것을 특징으로 하는 손 운동장치.
삭제
제11항에 있어서,
상기 상지 운동부는,
상기 손 거치대의 일측에 마련되어, 상지의 전완이 거치되는 전완 거치대를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손 운동장치.
제16항에 있어서,
상기 전완 거치대에 마련되어, 상기 전완을 고정하는 전완 고정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손 운동장치.
제1항에 있어서,
상기 손가락 모듈은 상기 손 거치대에 착탈되는 것을 특징으로 하는 손 운동장치.