KR102602688B1 - Device for hand rehabilitation - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상지 재활 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 손바닥이 얹어지는 손바닥 안착부와, 손바닥 안착부의 하측에 마련되고 손가락끝이 얹어지며, 전후방향으로 신장 또는 수축되도록 복수의 단위 연결대가 링크식으로 결합된 손가락 안착부와, 손바닥 안착부에 설치되며, 직선 이동하는 피스톤 로드를 구비한 전동 실린더와, 손바닥 안착부에 힌지 결합되며, 피스톤 로드에 일측이 연결되고, 타측은 손가락 안착부에 연결되어 피스톤 로드의 직선 운동을 손가락 안착부의 회전 운동으로 변환시키는 운동변환수단 및 손바닥 안착부와 손가락 안착부 간을 링크 연결하며, 손가락 안착부의 회전 운동에 연동하여 손가락 안착부를 신장 또는 수축시키는 연동링크부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an upper extremity rehabilitation device, and more specifically, a palm resting portion on which the palm rests, a plurality of unit connecting bands provided on the lower side of the palm resting portion and fingertips resting on, and linked to extend or contract in the forward and backward directions. A finger seating unit coupled in this way, an electric cylinder installed on the palm seating unit and equipped with a piston rod that moves linearly, and hinged to the palm seating unit, one side is connected to the piston rod, and the other side is connected to the finger seating unit. A motion conversion means is connected to convert the linear motion of the piston rod into a rotational movement of the finger seating portion, and a link connects the palm seating portion and the finger seating portion, and an interlocking link links the rotational movement of the finger seating portion to extend or contract the finger seating portion. It is characterized by including wealth.
Description
본 발명은 상지 재활 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 손가락을 펴는 동작과 굽히는 동작을 보조하여 손가락을 재활할 수 있는 상지 재활 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an upper limb rehabilitation device, and more specifically, to an upper limb rehabilitation device that can rehabilitate fingers by assisting in stretching and bending motions.
사람의 손은 일상 생활의 활동 과정에서 가장 많이 사용하는 신체 부위이다. 동시에 신체의 말단에 위치한 신체 기관이기 때문에 신경성 질환의 후유증 또는 외부적 충격에 의한 손상으로 인해 장애가 발생하기 쉬운 부위이다. 따라서, 손의 재활에 대한 다양한 기구들이 개발되고 있으며, 최근에는 로봇을 이용한 재활 방식도 시도되고 있다.The human hand is the body part most used during activities of daily living. At the same time, because it is an organ located at the extremities of the body, it is an area prone to disability due to aftereffects of neurological diseases or damage from external shocks. Therefore, various devices for hand rehabilitation are being developed, and recently, rehabilitation methods using robots have also been attempted.
하지만, 손은 5자유도(degree of freedom : DOF)를 갖는 엄지 손가락과 각각 4자유도를 갖는 나머지 손가락이 결합해 총 21자유도를 갖는 복잡한 기구적인 시스템이다. 또한, 손은 다른 신체 부위 보다 상대적으로 크기가 작은 신체 부위이기 때문에 액추에이터와 센서를 각 관절의 모든 자유도에 대응하도록 부착하여 기구를 제작하면 큰 부피와 무거운 무게 때문에 실용적이지 못하고, 기술적인 측면에서도 제작이 어려운 문제가 있다.However, the hand is a complex mechanical system with a total of 21 degrees of freedom, with the thumb having 5 degrees of freedom (DOF) and the remaining fingers each having 4 degrees of freedom. In addition, because the hand is a body part that is relatively smaller in size than other body parts, manufacturing a device by attaching actuators and sensors to correspond to all degrees of freedom of each joint is impractical due to its large volume and heavy weight, and is also difficult to manufacture from a technical standpoint. There is this difficult problem.
한편, 종래에는 손의 움직임을 보조하는 재활 기구들이 주로 손등 부위에 착용되는데, 근력이 약한 노약자의 경우 재활 기구의 자중에 의해 손목의 굽힘 방향으로 가해지는 하중을 충분히 지탱하지 못하는 문제가 있다. 덧붙여, 손등 부위에 착용시 두 손을 모두 사용해야 하기 때문에 한쪽 손이 불편한 환자나 손의 움직임이 자유롭지 못한 장애인에게는 착용이 용이하지 않은 문제가 있다.Meanwhile, conventionally, rehabilitation devices that assist hand movements are mainly worn on the back of the hand, but in the case of elderly people with weak muscles, there is a problem of not being able to sufficiently support the load applied in the bending direction of the wrist due to the self-weight of the rehabilitation device. In addition, since both hands must be used when worn on the back of the hand, there is a problem in that it is not easy to wear for patients who have difficulty with one hand or disabled people who cannot move their hands freely.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1227861호(2013.01.31. 공고, 발명의 명칭: 상지근력보조기구)에 개시되어 있다.The background technology of the present invention is disclosed in Republic of Korea Patent Publication No. 10-1227861 (announcement dated January 31, 2013, title of invention: upper limb strength assistive device).
상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 본 발명의 과제는, 손이 얹어진 상태에서 직선 운동과 회전 운동이 동시에 발생하여 손가락을 펴는 동작과 손가락을 굽히는 동작을 보조할 수 있는 상지 재활 장치를 제공하는 데 있다.The object of the present invention, which was devised to solve the above-mentioned problems, is to provide an upper limb rehabilitation device that can assist the finger extension and finger bending movements by simultaneously generating linear and rotational movements when the hand is placed. It is there.
상기 과제를 달성하기 위해 안출된 본 발명은, 상지 재활 장치로서, 손바닥이 얹어지는 손바닥 안착부, 상기 손바닥 안착부의 하측에 마련되고 손가락끝이 얹어지며, 전후방향으로 신장 또는 수축되도록 복수의 단위 연결대가 링크식으로 결합된 손가락 안착부, 상기 손바닥 안착부에 설치되며, 직선 이동하는 피스톤 로드를 구비한 전동 실린더, 상기 손바닥 안착부에 힌지 결합되며, 상기 피스톤 로드에 일측이 연결되고, 타측은 상기 손가락 안착부에 연결되어 상기 피스톤 로드의 직선 운동을 상기 손가락 안착부의 회전 운동으로 변환시키는 운동변환수단 및 상기 손바닥 안착부와 상기 손가락 안착부 간을 링크 연결하며, 상기 손가락 안착부의 회전 운동에 연동하여 상기 손가락 안착부를 신장 또는 수축시키는 연동링크부를 포함한다.The present invention, which was devised to achieve the above problem, is an upper limb rehabilitation device, which includes a palm resting portion on which the palm rests, a plurality of unit connecting bands provided on the lower side of the palm resting portion and fingertips resting on, and extending or contracting in the forward and backward directions. A finger seating unit coupled with a temporary link, an electric cylinder installed on the palm seating unit and having a piston rod that moves linearly, hinged to the palm seating unit, one side connected to the piston rod, and the other side connected to the piston rod. A motion conversion means is connected to the finger seating portion and converts the linear motion of the piston rod into a rotational movement of the finger seating portion, and a link is connected between the palm seating portion and the finger seating portion, and is linked to the rotational movement of the finger seating portion. It includes an interlocking link portion that extends or contracts the finger seating portion.
상기 손가락 안착부는 상기 단위 연결대가 상하로 배치되며, 상기 단위 연결대가 서로 힌지 결합되도록 상기 단위 연결대의 중앙에 수직으로 축결합되는 제1 회전축과, 상기 단위 연결대의 양단부에 각각 수직으로 축결합되는 제2 회전축을 포함하는 것을 특징으로 한다.The finger seating portion is arranged vertically in the unit connection section, and has a first rotation axis vertically coupled to the center of the unit connection section so that the unit connection sections are hinged to each other, and a second shaft coupled vertically to both ends of the unit connection section, respectively. It is characterized in that it includes two rotation axes.
상기 제1 회전축의 하단부에서 연장된 하부 결합돌부가 더 형성되며, 상기 하부 결합돌부의 외측면에는 상기 운동변환수단의 전단부와 힌지 결합되는 회전결합부가 형성된 것을 특징으로 한다.A lower coupling protrusion extending from the lower end of the first rotation shaft is further formed, and a rotation coupling portion hinged to the front end of the motion conversion means is formed on the outer surface of the lower coupling protrusion.
상기 제2 회전축의 상단부에서 연장된 상부 결합돌부가 더 형성되며, 상기 상부 결합돌부의 외측면에는 상기 연동링크부의 전단부와 힌지 결합되는 회전결합부가 형성된 것을 특징으로 한다.An upper coupling protrusion extending from the upper end of the second rotation shaft is further formed, and a rotation coupling portion hinged to the front end of the interlocking link is formed on the outer surface of the upper coupling protrusion.
상기 운동변환수단은 상기 손바닥 안착부의 하부에 회전축을 매개로 하여 축회동 가능하게 결합되고, 후단부는 상기 피스톤 로드에 연결되어 상기 피스톤 로드의 직선 이동에 따라 전방 또는 후방을 향해 정역회동하는 회동부재 및 상기 회동부재와 상기 손가락 안착부 간을 연결하며, 상기 손가락 안착부가 상향 또는 하향 스윙 회전되면서 상기 손가락 안착부의 전단부의 상하 위치가 변화되도록 상기 회동부재의 회전 동력을 전달하는 동력전달부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The motion conversion means is coupled to the lower part of the palm seating portion to enable axis rotation via a rotation axis, and the rear end is connected to the piston rod and rotates forward or backward according to the linear movement of the piston rod. A rotating member and A power transmission unit connecting the rotating member and the finger seating portion and transmitting rotational power of the rotating member such that the vertical position of the front end of the finger seating portion changes as the finger seating portion swings upward or downward. Do it as
상기 동력전달부의 후단부는 상기 회동부재에 힌지 결합되고, 전단부는 상기 손가락 안착부의 하부 중앙에 결합되는 것을 특징으로 한다.The rear end of the power transmission unit is hinged to the rotating member, and the front end is coupled to the lower center of the finger seating unit.
상기 연동링크부는 상기 손바닥 안착부의 전단부 하부에 후단부가 결합되고, 전단부는 상기 손가락 안착부의 상부에 결합되는 제1 링크부재 및 상기 제1 링크부재의 외측에 이격하여 배치되며, 상기 손바닥 안착부의 전단부 하부에 후단부가 결합되고, 전단부는 상기 손가락 안착부의 상부에 결합되는 제2 링크부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.The interlocking link portion has a rear end coupled to a lower portion of the front end of the palm seating portion, a front end portion is disposed spaced apart from a first link member coupled to an upper portion of the finger seating portion, and an outer side of the first link member, and a front end of the palm seating portion. The rear end is coupled to the lower part, and the front end includes a second link member coupled to the upper part of the finger seating part.
상기 제1 링크부재와 상기 손바닥 안착부 간을 연결하고, 상기 제2 링크부재와 상기 손바닥 안착부 간을 연결하는 한 쌍의 연결부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.Characterized in that it includes a pair of connecting members connecting the first link member and the palm seating portion, and connecting the second link member and the palm seating portion.
상기 연결부재는 몸체부, 상기 몸체부의 상면에 형성되며, 상기 손바닥 안착부의 전단부 하부에 힌지 결합되는 제1 회전결합부 및 상기 몸체부의 외측면에 형성되며, 상기 제1 링크부재의 후단부와 상기 제2 링크부재의 후단부가 힌지 결합되는 제2 회전결합부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The connecting member is formed on a body portion, an upper surface of the body portion, a first rotational coupling portion hinged to a lower front end portion of the palm seating portion, and an outer surface of the body portion, and is formed on a rear end portion of the first link member and The rear end of the second link member is characterized in that it includes a second rotation coupling portion to which the rear end is hinged.
상기 손가락 안착부가 상향 회전되면, 상기 제1 링크부재와 상기 제2 링크부재가 서로 반대 방향으로 스윙 회전되어 상기 제1 링크부재의 전단부와 상기 제2 링크부재의 전단부 간의 좌우 간격이 좁아지면서 상기 손가락 안착부가 신장되며, 상기 손가락 안착부가 하향 회전되면, 상기 제1 링크부재와 상기 제2 링크부재가 서로 반대 방향으로 스윙 회전되어 상기 제1 링크부재의 전단부와 상기 제2 링크부재의 전단부 간의 좌우 간격이 벌어지면서 상기 손가락 안착부가 수축되는 것을 특징으로 한다.When the finger seating portion is rotated upward, the first link member and the second link member swing and rotate in opposite directions, thereby narrowing the left and right gap between the front end of the first link member and the front end of the second link member. When the finger seating portion is extended and the finger seating portion is rotated downward, the first link member and the second link member are swing-rotated in opposite directions, so that the front end of the first link member and the front end of the second link member The finger seating portion is contracted as the left and right spacing between the portions widens.
본 발명은 피스톤 로드의 직선 운동을 손가락 안착부의 회전 운동으로 변환시키는 운동변환수단과, 손가락 안착부의 회전 운동에 연동하여 손가락 안착부를 신장 또는 수축시키는 연동링크부의 구성을 통해 손가락 안착부 상에 안착된 손가락의 펴는 동작과 굽히는 동작을 보조하여 손가락을 재활할 수 있는 효과가 있다.The present invention is a motion conversion means that converts the linear motion of the piston rod into a rotational movement of the finger seating portion, and an interlocking link portion that extends or contracts the finger seating portion in conjunction with the rotational movement of the finger seating portion. It has the effect of rehabilitating the fingers by assisting in the stretching and bending motions of the fingers.
또한, 본 발명은 하나의 전동 실린더를 이용하여 손가락 움직임에 대응하는 1자유도의 구조를 통해 넓은 범위의 손가락 관절 가동 범위를 충족할 수 있어 재활운동의 효율성이 향상되는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of improving the efficiency of rehabilitation exercises by satisfying a wide range of finger joint movement range through a structure of one degree of freedom corresponding to finger movement using one electric cylinder.
또한, 본 발명은 손가락 안착부에 손가락의 끝부위만 접촉되기 때문에 신체와의 접촉을 최소화할 수 있어 착용 및 재활운동에 있어 불편함이 최소화되는 효과가 있다.In addition, the present invention can minimize contact with the body because only the tip of the finger is in contact with the finger resting area, which has the effect of minimizing discomfort during wearing and rehabilitation exercise.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 장치를 나타낸 사시도,
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 예시도이다.1 and 2 are perspective views showing an upper extremity rehabilitation device according to an embodiment of the present invention;
3 to 6 are exemplary diagrams for explaining the operation process of the upper extremity rehabilitation device according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 상지 재활 장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.Hereinafter, an embodiment of an upper limb rehabilitation device according to the present invention will be described with reference to the attached drawings. In this process, the thickness of lines or sizes of components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are terms defined in consideration of functions in the present invention, and may vary depending on the intention or custom of the user or operator. Therefore, definitions of these terms should be made based on the content throughout this specification.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 장치를 나타낸 사시도이다.1 and 2 are perspective views showing an upper extremity rehabilitation device according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 상지 재활 장치는 손바닥 안착부(100), 손가락 안착부(200), 전동 실린더(300), 운동변환수단(400) 및 연동링크부(500)를 포함하는 구성요소로 이루어지며, 이를 상세히 설명하면 다음과 같다.Referring to Figures 1 and 2, the upper extremity rehabilitation device according to a preferred embodiment of the present invention includes a
손바닥 안착부(100)는 사용자의 손바닥이 얹어지는 것으로, 손바닥이 상면에 안착되는 편평한 판 형상의 안착판(110)과, 안착판(110)의 하부에 일체로 형성되며 운동변환수단(400)이 힌지 결합되는 브라켓(120)을 포함하여 구성될 수 있다.The
손가락 안착부(200)는 손바닥 안착부(100)에 손바닥이 안착된 사용자의 손가락끝이 얹어지는 것으로, 손바닥 안착부(100)의 하측 전방에 마련된다. 손가락 안착부(200)의 전단부 상면에 사용자의 손가락끝이 얹어진다.The finger resting
손가락 안착부(200)는 전후방향으로 길이가 신장 또는 수축되도록 복수의 단위 연결대(210)가 링크식으로 결합된다. 손가락 안착부(200)는 단위 연결대(210)가 상하에서 서로 이격하여 배치된다.The
손가락 안착부(200)는 상하로 배치된 단위 연결대(210) 간을 연결하되, 단위 연결대(210)가 서로 힌지 결합되도록 제1 회전축(220)과 제2 회전축(230)을 포함하여 구성된다.The
제1 회전축(220)은 상하 배치된 단위 연결대(210)의 중앙을 수직으로 관통하여 단위 연결대(210)의 중앙에 회전 가능하게 축결합된다.The
이때, 제1 회전축(220)의 하단부에는 운동변환수단(400)의 전단부가 결합되는 하부 결합돌부(221)가 더 형성된다. 하부 결합돌부(221)는 제1 회전축(220)의 하단부에서 일정 길이로 하향 연장된다. 하부 결합돌부(221)의 외측면에는 회전결합부(221a)가 형성되어 후술하는 동력전달부(420)의 전단부가 회전결합부(221a)에 힌지 결합된다.At this time, a
제2 회전축(230)은 상하 배치된 단위 연결대(210)의 양단부를 수직으로 관통하여 단위 연결대(210)의 양단부에 각각 회전 가능하게 축결합된다.The
이때, 제2 회전축(230)의 상단부에는 연동링크부(500)의 전단부가 결합되는 상부 결합돌부(231)가 더 형성된다. 상부 결합돌부(231)는 제2 회전축(230)의 상단부에서 일정 길이로 상향 연장된다. 상부 결합돌부(231)의 외측면에는 회전결합부(231a)가 형성되어 후술하는 제1 링크부재(510)와 제2 링크부재(520)의 전단부가 회전결합부(231a)에 힌지 결합된다.At this time, an
전동 실린더(300)는 손바닥 안착부(100)의 하측에 위치한 상태로 손바닥 안착부(100)에 설치될 수 있다. 전동 실린더(300)에 외부의 전원이 인가될 수 있고, 휴대용 배터리에 전기적으로 접속될 수 있다. 이때, 전동 실린더(300)는 손바닥 안착부(100)의 전방을 향해 하향 경사진 상태로 손바닥 안착부(100)에 설치될 수 있다.The
전동 실린더(300)는 축방향으로 직선 이동하는 피스톤 로드(310)를 구비한다. 전동 실린더(300)는 서보 모터의 회전력을 제공받아 실린더에 축결합된 피스톤 로드(310)를 직선 이동시키는 방식일 수 있고, 실린더 내부의 유압을 이용해 실린더에 축결합된 피스톤 로드(310)를 직선 이동시키는 유압 방식의 전동 실린더 일 수 있다.The
운동변환수단(400)은 손바닥 안착부(100)에 힌지 결합되며, 피스톤 로드(310)에 일측이 연결되고, 타측은 손가락 안착부(200)에 연결된다. 운동변환수단(400)은 전동 실린더(300)에 축결합된 피스톤 로드(310)의 축방향으로의 직선 운동을 손가락 안착부(200)의 회전 운동으로 변환시키는 역할을 한다.The movement conversion means 400 is hinged to the
운동변환수단(400)은 회동부재(410)와 동력전달부(420)를 포함하여 구성될 수 있다.The motion conversion means 400 may be configured to include a rotating
회동부재(410)는 손바닥 안착부(100)의 안착판(110) 하부에 형성된 브라켓(120)의 하단부에 상단부가 회전축(H)을 매개로 하여 축회동 가능하게 결합된다.The upper end of the rotating
회동부재(410)의 후단부는 피스톤 로드(310)에 연결되어 피스톤 로드(310)의 직선 이동에 따라 손바닥 안착부(100)의 전방 또는 후방을 향해 정역회동된다.The rear end of the rotating
동력전달부(420)는 회동부재(410)와 손가락 안착부(200) 간을 연결하여 손가락 안착부(200)가 상향 또는 하향 스윙 회전되도록 회동부재(410)의 회전 동력을 전달한다. 동력전달부(420)의 후단부는 회동부재(410)의 전단부에 힌지 결합되며, 동력전달부(420)의 전단부는 제1 회전축(220)의 하부 결합돌부(221)에 형성된 회전결합부(221a)에 힌지 결합된다.The
이때, 동력전달부(420)는 한 쌍의 연결대(421)가 서로 결합되는 구조로 이루어질 수 있고, 전후방향으로 길이가 신장 또는 수축되도록 한 쌍의 연결대(421)의 마주하는 단부 간이 힌지 결합될 수 있다.At this time, the
손가락 안착부(200)의 하부에 동력전달부(420)가 결합됨으로써 손가락 안착부(200)를 지지할 수 있고, 손가락 안착부(200)의 하부 중앙에 동력전달부(420)가 결합됨으로써 손가락 안착부(200)가 좌우 방향으로 스윙 회전되는 것을 방지할 수 있다.The
연동링크부(500)는 손바닥 안착부(100)와 손가락 안착부(200) 간을 링크 연결하며, 손가락 안착부(200)의 회전 운동에 연동하여 손가락 안착부(200)를 신장 또는 수축시키는 역할을 한다.The interlocking
연동링크부(500)는 제1 링크부재(510)와 제2 링크부재(520)를 포함하여 구성될 수 있다.The interlocking
제1 링크부재(510)는 손바닥 안착부(100)의 전단부 하부에 후단부가 결합된다. 제1 링크부재(510)의 전단부는 단위 연결대(210)의 일단에 결합된 제2 회전축(230)의 상부 결합돌부(231)에 형성된 회전결합부(231a)에 힌지 결합된다. 이때, 제1 링크부재(510)와 손바닥 안착부(100) 간을 연결하는 연결부재(600)를 포함하여 구성될 수 있다.The rear end of the
연결부재(600)는 몸체부(610), 제1 회전결합부(620) 및 제2 회전결합부(630)를 포함하여 구성될 수 있다.The connecting
제1 회전결합부(620)는 몸체부(610)의 상면에 형성된다. 제1 회전결합부(620)는 손바닥 안착부(100)의 전단부 하부 일측에 결합되는데, 몸체부(610)가 수평방향으로 회전 가능하도록 손바닥 안착부(100)에 힌지 결합된다.The first
제2 회전결합부(630)는 몸체부(610)의 외측면에 형성되며, 제2 회전결합부(630)에 제1 링크부재(510)의 후단부가 힌지 결합되어 제1 링크부재(510)의 상향 또는 하향 스윙 회전을 가능하게 한다.The second
제2 링크부재(520)는 제1 링크부재(510)의 외측에 이격하여 배치된다. 제2 링크부재(520)는 손바닥 안착부(100)의 전단부 하부에 후단부가 결합된다. 제2 링크부재(520)의 전단부는 단위 연결대(210)의 타단에 결합된 제2 회전축(230)의 상부 결합돌부(231)에 형성된 회전결합부(231a)에 힌지 결합된다. 이때, 제2 링크부재(520)와 손바닥 안착부(100) 간을 연결하는 연결부재(600)를 포함하여 구성될 수 있다.The
연결부재(600)는 몸체부(610), 제1 회전결합부(620) 및 제2 회전결합부(630)를 포함하여 구성될 수 있다.The connecting
제1 회전결합부(620)는 몸체부(610)의 상면에 형성된다. 제1 회전결합부(620)는 손바닥 안착부(100)의 전단부 하부 타측에 결합되는데, 몸체부(610)가 수평방향으로 회전 가능하도록 손바닥 안착부(100)에 힌지 결합된다.The first
제2 회전결합부(630)는 몸체부(610)의 외측면에 형성되며, 제2 회전결합부(630)에 제2 링크부재(520)의 후단부가 힌지 결합되어 제2 링크부재(520)의 상향 또는 하향 스윙 회전을 가능하게 한다.The second
상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 장치의 작동 과정을 설명하면 다음과 같다.The operation process of the upper extremity rehabilitation device according to an embodiment of the present invention consisting of the above-described configuration will be described as follows.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 장치의 작동 과정을 설명하기 위한 예시도이다.3 to 6 are exemplary diagrams for explaining the operation process of the upper extremity rehabilitation device according to an embodiment of the present invention.
도 3 및 도 4를 참조하면, 전동 실린더(300)에 축결합된 피스톤 로드(310)의 길이가 신장되어 회동부재(410)를 향해 피스톤 로드(310)가 직선 이동되면, 피스톤 로드(310)에 연결된 회동부재(410)는 손가락 안착부(200)가 위치한 전방을 향해 축회동하게 된다.Referring to Figures 3 and 4, when the length of the
회동부재(410)가 손가락 안착부(200)가 위치한 전방을 향해 축회동되면, 회동부재(410)의 회전 동력을 손가락 안착부(200)에 전달하는 동력전달부(420)에 의해 손가락 안착부(200)는 상향 회전하게 된다.When the rotating
이러한 손가락 안착부(200)의 회전으로 인해 손가락 안착부(200)의 전단부 위치가 상향 변화되면, 제1 링크부재(510)와 제2 링크부재(520)는 서로 반대 방향으로 스윙 회전되어 제1 링크부재(510)의 전단부와 제2 링크부재(520)의 전단부 간의 좌우 간격이 좁아지면서 손가락 안착부(200)의 길이가 신장된다.When the position of the front end of the
이렇게 손가락 안착부(200)의 회전으로 인해 손가락 안착부(200)의 전단부 위치가 상향 변화됨과 아울러 손가락 안착부(200)의 길이가 신장됨으로써, 손가락 안착부(200) 상에 안착된 손가락의 펴는 동작을 보조할 수 있게 된다.Due to the rotation of the
도 5 및 도 6을 참조하면, 전동 실린더(300)에 축결합된 피스톤 로드(310)의 길이가 수축되어 회동부재(410)의 반대 방향으로 피스톤 로드(310)가 직선 이동되면, 피스톤 로드(310)에 연결된 회동부재(410)는 후방을 향해 축회동하게 된다.Referring to Figures 5 and 6, when the length of the
회동부재(410)가 후방을 향해 축회동되면, 회동부재(410)의 회전 동력을 손가락 안착부(200)에 전달하는 동력전달부(420)에 의해 손가락 안착부(200)는 하향 회전하게 된다.When the rotating
이러한 손가락 안착부(200)의 회전으로 인해 손가락 안착부(200)의 전단부 위치가 하향 변화되면, 전단부 간의 좌우 간격이 좁아진 제1 링크부재(510)와 제2 링크부재(520)는 서로 반대 방향으로 스윙 회전되어 제1 링크부재(510)의 전단부와 제2 링크부재(520)의 전단부 간의 좌우 간격이 벌어지면서 손가락 안착부(200)의 길이가 수축된다.When the position of the front end of the
이렇게 손가락 안착부(200)의 회전으로 인해 손가락 안착부(200)의 전단부 위치가 하향 변화됨과 아울러 손가락 안착부(200)의 길이의 수축됨으로써, 손가락 안착부(200) 상에 안착된 손가락의 굽히는 동작을 보조할 수 있게 된다.Due to the rotation of the
본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 장치는, 피스톤 로드(310)의 직선 운동을 손가락 안착부(200)의 회전 운동으로 변환시키는 운동변환수단(400)과, 손가락 안착부(200)의 회전 운동에 연동하여 손가락 안착부(200)를 신장 또는 수축시키는 연동링크부(500)의 구성을 통해 손가락 안착부(200) 상에 안착된 손가락의 펴는 동작과 굽히는 동작을 보조하여 손가락을 재활할 수 있다.The upper extremity rehabilitation device according to an embodiment of the present invention includes a motion conversion means 400 for converting the linear motion of the
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 장치는, 하나의 전동 실린더(300)를 이용하여 손가락 움직임에 대응하는 1자유도의 구조를 통해 넓은 범위의 손가락 관절 가동 범위를 충족할 수 있어 재활운동의 효율성을 향상시킬 수 있다.In addition, the upper limb rehabilitation device according to an embodiment of the present invention can satisfy a wide range of finger joint movement range through a structure of one degree of freedom corresponding to finger movement using one
또한, 본 발명의 실시예에 따른 상지 재활 장치는, 손가락 안착부(200)에 손가락의 끝부위만 접촉되기 때문에 신체와의 접촉을 최소화할 수 있어 착용 및 재활운동에 있어 불편함을 최소화할 수 있다.In addition, the upper limb rehabilitation device according to an embodiment of the present invention can minimize contact with the body because only the tip of the finger is in contact with the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely exemplary, and those skilled in the art will recognize that various modifications and other equivalent embodiments are possible therefrom. You will understand. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the scope of the patent claims below.
100: 손바닥 안착부 200: 손가락 안착부
210: 단위 연결대 220: 제1 회전축
221: 하부 결합돌부 221a, 231a: 회전결합부
230: 제2 회전축 231: 상부 결합돌부
300: 전동 실린더 310: 피스톤 로드
400: 운동변환수단 410: 회동부재
420: 동력전달부 500: 연동링크부
510: 제1 링크부재 520: 제2 링크부재
600: 연결부재 610: 몸체부
620: 제1 회전결합부 630: 제2 회전결합부
H: 회전축100: Palm seating portion 200: Finger seating portion
210: unit connecting rod 220: first rotation axis
221:
230: second rotation axis 231: upper coupling protrusion
300: electric cylinder 310: piston rod
400: Movement conversion means 410: Rotating member
420: Power transmission unit 500: Interlocking link unit
510: first link member 520: second link member
600: Connecting member 610: Body part
620: first rotary coupling part 630: second rotary coupling part
H: axis of rotation
Claims (10)
상기 손바닥 안착부의 하측에 마련되고 손가락끝이 얹어지며, 전후방향으로 신장 또는 수축되도록 복수의 단위 연결대가 링크식으로 결합된 손가락 안착부;
상기 손바닥 안착부에 설치되며, 직선 이동하는 피스톤 로드를 구비한 전동 실린더;
상기 손바닥 안착부에 힌지 결합되며, 상기 피스톤 로드에 일측이 연결되고, 타측은 상기 손가락 안착부에 연결되어 상기 피스톤 로드의 직선 운동을 상기 손가락 안착부의 회전 운동으로 변환시키는 운동변환수단; 및
상기 손바닥 안착부와 상기 손가락 안착부 간을 링크 연결하며, 상기 손가락 안착부의 회전 운동에 연동하여 상기 손가락 안착부를 신장 또는 수축시키는 연동링크부;
를 포함하는 상지 재활 장치.A palm resting portion on which the palm rests;
a finger resting portion provided on the lower side of the palm resting portion, on which the fingertips rest, and in which a plurality of unit connecting bands are linked in a link manner to extend or contract in the forward and backward directions;
An electric cylinder installed on the palm seating portion and having a piston rod that moves linearly;
Motion conversion means hinged to the palm seating portion, one side connected to the piston rod, and the other side connected to the finger seating portion to convert the linear motion of the piston rod into a rotary motion of the finger seating portion; and
a link connecting the palm seating portion and the finger seating portion, and interlocking link portions that extend or contract the finger seating portion in conjunction with rotational movement of the finger seating portion;
An upper extremity rehabilitation device comprising:
상기 손가락 안착부는,
상기 단위 연결대가 상하로 배치되며, 상기 단위 연결대가 서로 힌지 결합되도록 상기 단위 연결대의 중앙에 수직으로 축결합되는 제1 회전축과, 상기 단위 연결대의 양단부에 각각 수직으로 축결합되는 제2 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 재활 장치.According to paragraph 1,
The finger seating portion,
The unit connectors are arranged vertically and include a first rotation shaft vertically coupled to the center of the unit connector so that the unit connectors are hinged together, and a second rotation shaft vertically coupled to both ends of the unit connector. An upper extremity rehabilitation device characterized in that.
상기 제1 회전축의 하단부에서 연장된 하부 결합돌부가 더 형성되며,
상기 하부 결합돌부의 외측면에는 상기 운동변환수단의 전단부와 힌지 결합되는 회전결합부가 형성된 것을 특징으로 하는 상지 재활 장치.According to paragraph 2,
A lower engaging protrusion extending from the lower end of the first rotation shaft is further formed,
Upper extremity rehabilitation device, characterized in that a rotational coupling portion hinged to the front end of the motion conversion means is formed on the outer surface of the lower coupling protrusion.
상기 제2 회전축의 상단부에서 연장된 상부 결합돌부가 더 형성되며,
상기 상부 결합돌부의 외측면에는 상기 연동링크부의 전단부와 힌지 결합되는 회전결합부가 형성된 것을 특징으로 하는 상지 재활 장치.According to paragraph 2,
An upper engaging protrusion extending from the upper end of the second rotation shaft is further formed,
Upper extremity rehabilitation device, characterized in that a rotational coupling portion hinged to the front end of the interlocking link portion is formed on the outer surface of the upper coupling protrusion.
상기 운동변환수단은,
상기 손바닥 안착부의 하부에 회전축을 매개로 하여 축회동 가능하게 결합되고, 후단부는 상기 피스톤 로드에 연결되어 상기 피스톤 로드의 직선 이동에 따라 전방 또는 후방을 향해 정역회동하는 회동부재; 및
상기 회동부재와 상기 손가락 안착부 간을 연결하며, 상기 손가락 안착부가 상향 또는 하향 스윙 회전되면서 상기 손가락 안착부의 전단부의 상하 위치가 변화되도록 상기 회동부재의 회전 동력을 전달하는 동력전달부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 재활 장치.According to paragraph 1,
The motion conversion means is,
a rotating member rotatably coupled to the lower part of the palm seating portion via a rotation axis, the rear end of which is connected to the piston rod and rotated forward or backward according to the linear movement of the piston rod; and
A power transmission unit that connects the rotating member and the finger seating portion and transmits rotational power of the rotating member so that the vertical position of the front end of the finger seating portion changes as the finger seating portion swings upward or downward;
An upper extremity rehabilitation device comprising:
상기 동력전달부의 후단부는 상기 회동부재에 힌지 결합되고, 전단부는 상기 손가락 안착부의 하부 중앙에 결합되는 것을 특징으로 하는 상지 재활 장치.According to clause 5,
An upper limb rehabilitation device, characterized in that the rear end of the power transmission unit is hinged to the rotating member, and the front end is coupled to the lower center of the finger seating unit.
상기 연동링크부는,
상기 손바닥 안착부의 전단부 하부에 후단부가 결합되고, 전단부는 상기 손가락 안착부의 상부에 결합되는 제1 링크부재; 및
상기 제1 링크부재의 외측에 이격하여 배치되며, 상기 손바닥 안착부의 전단부 하부에 후단부가 결합되고, 전단부는 상기 손가락 안착부의 상부에 결합되는 제2 링크부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 재활 장치.According to paragraph 1,
The interlocking link unit,
a first link member whose rear end is coupled to the lower front end of the palm seating portion and whose front end is coupled to the upper portion of the finger seating portion; and
a second link member disposed spaced apart from the first link member, a rear end of which is coupled to a lower front end of the palm seating portion, and a front end of which is coupled to an upper portion of the finger seating portion;
An upper extremity rehabilitation device comprising:
상기 제1 링크부재와 상기 손바닥 안착부 간을 연결하고, 상기 제2 링크부재와 상기 손바닥 안착부 간을 연결하는 한 쌍의 연결부재;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 재활 장치.In clause 7,
a pair of connecting members connecting the first link member and the palm seating portion, and connecting the second link member and the palm seating portion;
An upper extremity rehabilitation device comprising:
상기 연결부재는,
몸체부;
상기 몸체부의 상면에 형성되며, 상기 손바닥 안착부의 전단부 하부에 힌지 결합되는 제1 회전결합부; 및
상기 몸체부의 외측면에 형성되며, 상기 제1 링크부재의 후단부와 상기 제2 링크부재의 후단부가 힌지 결합되는 제2 회전결합부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 재활 장치.According to clause 8,
The connecting member is,
body part;
a first rotational coupling portion formed on the upper surface of the body portion and hinged to a lower front end portion of the palm seating portion; and
a second rotational coupling portion formed on the outer surface of the body portion and hinged to the rear end of the first link member and the rear end of the second link member;
An upper extremity rehabilitation device comprising:
상기 손가락 안착부가 상향 회전되면, 상기 제1 링크부재와 상기 제2 링크부재가 서로 반대 방향으로 스윙 회전되어 상기 제1 링크부재의 전단부와 상기 제2 링크부재의 전단부 간의 좌우 간격이 좁아지면서 상기 손가락 안착부가 신장되며,
상기 손가락 안착부가 하향 회전되면, 상기 제1 링크부재와 상기 제2 링크부재가 서로 반대 방향으로 스윙 회전되어 상기 제1 링크부재의 전단부와 상기 제2 링크부재의 전단부 간의 좌우 간격이 벌어지면서 상기 손가락 안착부가 수축되는 것을 특징으로 하는 상지 재활 장치.According to clause 9,
When the finger seating portion is rotated upward, the first link member and the second link member swing and rotate in opposite directions, thereby narrowing the left and right gap between the front end of the first link member and the front end of the second link member. The finger seating portion is extended,
When the finger seating portion rotates downward, the first link member and the second link member swing and rotate in opposite directions, thereby widening the left and right gap between the front end of the first link member and the front end of the second link member. Upper extremity rehabilitation device, characterized in that the finger seating portion is contracted.
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Family Cites Families (1)
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2021
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Legal Events
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E701 | Decision to grant or registration of patent right |