KR102622968B1

KR102622968B1 - 상지 운동 장치

Info

Publication number: KR102622968B1
Application number: KR1020210107839A
Authority: KR
Inventors: 최동민; 이건규
Original assignee: 에이치로보틱스 주식회사
Priority date: 2021-08-17
Filing date: 2021-08-17
Publication date: 2024-01-10
Also published as: KR20230026556A; WO2023022319A1

Abstract

본 발명은 상지 운동 장치에 관한 것으로, 바닥에 안착되는 로봇 베이스와, 상기 로봇 베이스의 상부에 설치되는 로봇 본체와, 상기 로봇 본체를 승강 이동시키는 승강 구동부와, 상기 로봇 본체로부터 전방으로 돌출되어 적어도 2 자유도로 움직이는 링크 어셈블리와, 상기 링크 어셈블리의 말단에 결합되고, 사용자의 손이 안착되는 손 안착부와, 사용자의 손이 안착될 때 상기 손 안착부에 중력 방향으로 가해지는 힘을 측정하는 힘 센서와, 상기 힘 센서에 의해 측정된 측정 힘 및 기 등록된 기준 범위에 기초하여, 상기 로봇 본체가 승강 이동하도록 상기 승강 구동부를 제어하여 상기 손 안착부의 높이를 조절하는 로봇 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 따라, 사용자가 편안하게 느낄 수 있는 손 안착부의 높이가 자동으로 조절될 수 있다.

Description

상지 운동 장치{UPPER LIMB EXERCISING APPARATUS}

본 발명은 상지 운동 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 사용자가 편안한 자세로 운동이 가능하게 하는 상지 운동 장치에 관한 것이다.

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

상지의 어깨나 팔꿈치 관절에 장애가 발생한 환자의 경우, 손으로 운동 기구를 파지한 상태에서 정해진 궤적을 따라 움직이는 상지 운동 장치가 사용되고 있다.

도 1은 기존의 상지 운동 장치의 예를 나타낸 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 사용자는 의자에 앉거나 선 상태에서 상지 운동 장치의 손 안착부에 형성된 봉 등을 잡고 일정한 궤적으로 팔을 전후좌우로 움직이면서 재활 운동을 수행하게 된다.

이 때, 사용자에게는 일정한 보조력이 인가되어 재활 운동을 어시스트하는데, 보조력의 경우 (+) 값 또는 (-) 값으로 설정되어 움직임을 보조하거나 움직임에 부하로 작용하는 등 다양한 방법으로 재활을 어시스트하게 된다.

그런데, 사용자가 의자에 안거나 선 상태에서 손 안착부를 파지할 때, 사용자의 신장 조건에 따라 편안하게 느끼는 손 안착부의 높이는 달라질 수 있다. 이에, 손 안착부의 높이를 수동으로 조절하거나, 버튼 조작을 통해 자동으로 조절하는 방법 등이 사용되고 있다.

그런데, 통상 상지 운동 장치를 이용하여 상지의 재활 운동을 수행하는 사용자의 경우, 재활이 필요한 상태, 즉 신체가 상대적으로 불편한 상태이므로, 사용자가 직접 높이를 조절하거나 버튼 조작을 하는 것은 어려움이 있을 수 있다.

또한, 재활 운동 장치의 조작에 미숙한 사용자의 경우, 혼자서 높이를 조절하기는 현실적으로 어려우며, 이 경우 재활을 보조하는 인력이 항상 함께 하여야 하는 단점이 있다.

국내등록특허공보 제10-1471805호 국내등록특허공보 제10-1163903호

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 사용자가 편안하게 느낄 수 있는 손 안착부의 높이가 자동으로 조절될 수 있는 상지 운동 장치를 제공하는데 있다.

또한, 상지 운동 장치를 이용하여 재활 운동을 진행하는데 있어, 이상 징후가 발생할 때 이에 능동적으로 대처할 수 있는 상지 운동 장치를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

본 발명의 목적은, 본 발명에 따라, 바닥에 안착되는 로봇 베이스와, 상기 로봇 베이스의 상부에 설치되는 로봇 본체와, 상기 로봇 본체를 승강 이동시키는 승강 구동부와, 상기 로봇 본체로부터 전방으로 돌출되어 적어도 2 자유도로 움직이는 링크 어셈블리와, 상기 링크 어셈블리의 말단에 결합되고, 사용자의 손이 안착되는 손 안착부와, 사용자의 손이 안착될 때 상기 손 안착부에 중력 방향으로 가해지는 힘을 측정하는 힘 센서와, 상기 힘 센서에 의해 측정된 측정 힘 및 기 등록된 기준 범위에 기초하여, 상기 로봇 본체가 승강 이동하도록 상기 승강 구동부를 제어하여 상기 손 안착부의 높이를 조절하는 로봇 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 운동 장치에 의해서 달성된다.

여기서, 상기 기준 범위는 상한값과 하한값을 포함하며; 상기 로봇 제어부는 상기 측정 힘이 상기 상한값을 초과하는 경우 상기 로봇 본체가 하강하도록 상기 승강 구동부를 제어하고, 상기 측정 힘이 상기 하한값 미만인 경우 상기 로봇 본체가 상승하도록 상기 승강 구동부를 제어할 수 잇다.

또한, 상기 로봇 제어부는 상기 측정 힘이 상기 기준 범위 내에 속할 때까지 상기 승강 구동부를 제어할 수 있다.

그리고, 상기 링크 어셈블리를 통해 운동 부하를 제공하는 재활 구동부를 더 포함하며; 상기 로봇 제어부는 상기 손 안착부의 높이를 조절하는 초기 설정모드와, 상기 초기 설정모드 완료 후 상기 재활 구동부를 제어하여 상지 운동을 제공하는 재활 모드로 동작할 수 있다.

그리고, 상기 로봇 제어부는 상기 재활 모드로의 동작 중에 상기 힘 센서에 의해 측정되는 상기 측정 힘이 기 등록된 기준 힘보다 작은 경우 기 등록된 대응 모드로 동작할 수 있다.

그리고, 상기 기준 힘은 상기 초기 설정모드의 완료시 상기 힘 센서에 의해 측정된 측정 힘에 기초하여 등록될 수 있다.

그리고, 상기 기준 힘은 상기 초기 설정모드의 완료시 상기 힘 센서에 의해 측정된 측정 힘의 N %(N은 100보다 작은 자연수)로 설정되어 등록될 수 있다.

그리고, 상기 대응 모드는 상기 재활 구동부의 일시 정지, 경고 알람, 상기 재활 구동부의 일시 정지 후 기 설정된 시간 경과 후의 완전 정지 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 사용자가 편안하게 느낄 수 있는 손 안착부의 높이가 자동으로 조절될 수 있는 상지 운동 장치가 제공된다.

또한, 본 발명에 따르면 상지 운동 장치를 이용하여 재활 운동을 진행하는데 있어, 이상 징후가 발생할 때 이에 능동적으로 대처할 수 있는 상지 운동 장치가 제공된다.

도 1은 기존의 상지 운동 장치의 예를 나타낸 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 상지 운동 장치의 사시도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상지 운동 장치의 측면도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상지 운동 장치의 제어블록도이고,
도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 상지 운동 장치의 제어흐름도이다.

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 2는 본 발명의 실시예에 따른 상지 운동 장치(100)의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 상지 운동 장치(100)의 측면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 상지 운동 장치(100)의 제어블록도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 상지 운동 장치(100)는 로봇 베이스(110), 로봇 본체(120), 승강 구동부(162), 링크 어셈블리(130), 손 안착부(140), 힘 센서(163) 및 로봇 제어부(164)를 포함할 수 있다.

로봇 베이스(110)는 바닥에 안착된 상태에서 본 발명의 실시예에 따른 상지 운동 장치(100) 전체를 지지한다. 도 2 및 도 3에서는 로봇 베이스(110)가 대략 직육면체 형상을 갖는 것을 예로 하고 있으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 국한되지 않음은 물론이다.

로봇 본체(120)는 로봇 베이스(110)의 상부에 설치된다. 여기서, 본 발명의 실시예에 따른 로봇 본체(120)는 로봇 베이스(110)에 상하 방향으로 승강 이동 가능하게 설치되는 것을 예로 하는데, 이를 통해 손 안착부(140)의 높이 조절이 가능하게 된다.

승강 구동부(162)는 로봇 본체(120)를 승강 이동시킨다. 승강 구동부(162)는 로봇 본체(120) 또는 로봇 베이스(110)에 설치될 수 있으며, 바람직하게는 로봇 베이스(110)에 설치될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는 승강 구동부(162)가 로봇 본체(120)를 승강 이동 시키기 위한 다양한 형태로 구성될 수 있으며, 일 예로, 모터의 정역 회전이 로봇 본체(120)의 상하 방향으로의 직선 운동으로 전환되도록 구성될 수 있다. 다른 예로 유압을 통해 로봇 본체(120)의 승강 이동이 가능할 것이다. 따라서, 로봇 본체(120)를 승강 이동시키기 위한 승강 구동부(162)의 구성에 본 발명의 기술적 사상이 국한되지 않는다.

한편, 링크 어셈블리(130)는 로봇 본체(120)로부터 전방을 향해 둘출된다. 여기서, 링크 어셈블리(130)는 적어도 2 자유도로 움직이는 메커니즘으로 구동 가능하게 마련되는 것을 예로 한다. 예컨대, 링크 어셈블리(130)는 수평 방향으로 2 자유도로 움직일 수 있도록 구성될 수 있다. 이를 위해, 링크 어셈블리(130)는 2 이상의 링크로 구성된 링크 구조로 구성될 수 있다.

여기서, 로봇 본체(120)와 로봇 베이스(110) 사이 정도의 높이에는 테이블(150)이 놓여질 수 있으며, 링크 어셈블리(130)은 테이블(150)의 상부에 위치할 수 있다.

손 안착부(140)는 링크 어셈블리(130)의 말단에 결합된다. 사용자는 손 안착부(140)에 손을 안착시킨 후 재활 운동을 진행하게 된다. 여기서, 손 안착부(140)에는 파지 봉이 형성되어 사용자가 파지 봉을 잡고 2 자유도로 움직임을 수행할 수 있으며, 고정 밴드에 의해 손이 고정된 상태로 움직임을 수행할 수도 있다.

힘 센서(163)는 사용자의 손이 손 안착부(140)에 안착될 때 중력 방향으로 가해지는 힘을 측정한다. 본 발명에서는 손 안착부(140)의 하단에 사용자의 손이 안착될 때 하중을 감지하는 센서가 설치되는 것을 예로 한다.

본 발명의 실시예에 따른 로봇 제어부(164)는 힘 센서(163)에 의해 측정된 측정 힘(M)과, 기 등록된 기준 범위(RH,RL)에 기초하여, 로봇 본체(120)가 승강 이동하도록 승강 구동부(162)를 제어한다. 이를 통해, 제어부는 손 안착부(140)의 높이를 조절하게 된다.

보다 구체적으로 설명하면, 본 발명의 실시예에 따른 기준 범위(RH,RL)는 상한값(RH)과 하한값(RL)을 포함할 수 있다. 그리고, 로봇 제어부(164)는 힘 센서(163)에 의해 측정된 측정 힘(M)이 상한값(RH)을 초과하는 경우, 로봇 본체(120)가 하강하도록 승강 구동부(162)를 제어함으로써, 손 안착부(140)의 높이를 낮추게 된다.

반면, 로봇 제어부(164)는 힘 센서(163)에 의해 측정된 측정 힘(M)이 하한값(RL) 미만인 경우, 로봇 본체(120)가 상승하도록 승강 구동부(162)를 제어함으로써, 손 안착부(140)의 높이를 낮추게 된다.

상기와 같은 구성에 따라, 사용자가 손 안착부(140)에 손을 안착시킬 때 손 안착부(140)의 높이가 높아 하부 방향으로 좀 더 큰 힘을 가하는 자세가 되는 것을 감지하여, 자동으로 손 안착부(140)의 높이를 낮출 수 있게 된다.

동일하게, 사용자가 손 안착부(140)에 손을 안착시킬 때 손 안착부(140)의 높이가 낮아 하부 방향으로 가해지는 힘이 작은 자세가 되는 것을 감지하여, 자동으로 손 안착부(140)의 높이를 높일 수 있게 된다.

따라서, 재활이 필요한 사용자가 상지의 재활 운동을 위해 자신의 손을 손 안착부(140)에 안착시켜 재활 운동을 준비하는 자세만을 취하더라도 자동으로 사용자에게 적합한 높이로 손 안착부(140)의 높이가 조절 가능하게 된다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 상지 운동 장치(100)는 재활 구동부(161)를 더 포함하여 구성될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 재활 구동부(161)는 링크 어셈블리(130)를 통해 운동 부하를 제공함으로써, 사용자의 재활 운동을 보조하게 된다. 여기서, 재활 구동부(161)에 의해 제공되는 운동 부하는 운동 방향으로 추가적인 보조력을 제공하거나, 운동 방향의 반대 방향으로 보조력을 제공하는 등, 제활 상황에 따라 다양하게 제공될 수 있다.

여기서, 로봇 제어부(164)는 앞서 설명한 바와 같이, 손 안착부(140)의 높이를 조졸하는 초기 설정모드와, 초기 설정모드 완료 후 재활 구동부(161)를 제어하여 상지 운동을 제공하는 재활 모드 중 어느 하나로 동작하게 된다.

이하에서는, 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 상지 운동 장치(100)에서 로봇 제어부(164)가 초기 설정모드로 동작하는 과정에 대해 상세히 설명한다.

먼저, 상지 운동 장치(100)에는 기준 범위(RH,RL)가 등록된 상태이다(S10). 여기서, 기준 범위(RH,RL)는 현재 사용자의 신체 조건, 예를 들어, 신장이나 몸무게 등에 기반하여 결정될 수 있다.

기준 범위(RH,RL)가 등록된 상태에서, 초기 설정모드가 실행되면(S11), 힘 센서(163)에 의해 측정 힘(M)이 측정된다(S12). 초기 설정모드의 실행은 현 사용자가 상지 운동 장치(100)를 최초 사용할 때 실행될 수 있으며, 이후 사용에는 생략될 수도 있다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 상지 운동 장치(100)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 사용자 입력부(167)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 사용자는 사용자 입력부(167)를 통해 초기 설정모드의 실행을 선택할 수 있다. 사용자 입력부(167)는 터치 방식이나 키보드 등 다양한 형태로 마련될 수 있다.

힘 센서(163)에 의해 측정 힘(M)이 측정되면(S12), 측정 힘(M)이 기준 범위(RH,RL) 내에 속하는지 여부가 판단된다(S13, S14). 여기서, 측정 힘(M)이 기준 범위(RH,RL) 내에 포함되는 경우에는 손 안착부(140)의 현재 높이가 현 사용자의 사용 높이로 등록되고 초기 설정모드의 완료 메시지가 출력된다(S19).

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 상지 운동 장치(100)는, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 디스플레이부(165)를 포함하여 구성될 수 있으며, 완료 메시지는 디스플레이부(165)의 화면 상에 표시될 수 있다.

다시, S13 단계에서 힘 센서(163)에 의해 측정된 힘이 기준 범위(RH,RL)의 상한값(RH)을 초과하는 것으로 판단되면, 로봇 제어부(164)는 로봇 본체(120)가 하강하도록 승강 구동부(162)를 제어하게 된다(S14).

그런 다음, 로봇 제어부(164)는 로봇 본체(120)의 하강에 따라 높이가 낮아지는 손 안착부(140)에 의해 힘 센서(163)에 의해 측정된 측정 힘(M)이 기준 범위(RH,RL) 내에 포함되는지 여부를 판단한다(S15). 즉, 로봇 제어부(164)는 힘 센서(163)에 의해 측정된 측정 힘(M)이 기준 범위(RH,RL) 내에 포함될 때까지 로봇 본체(120)를 하강시키게 되며, 이를 만족하게 되면 앞서 설명한 바와 같이, 승강 구동부(162)의 동작을 멈추고 완료 메시지를 출력하게 된다(S19).

반면, S16 단계에서 힘 센서(163)에 의해 측정된 힘이 기준 범위(RH,RL)의 하한값(RL) 미만인 것으로 판단되면, 로봇 제어부(164)는 로봇 본체(120)가 상승하도록 승강 구동부(162)를 제어하게 된다(S17).

그런 다음, 로봇 제어부(164)는 로봇 본체(120)의 상승에 따라 높이가 높아지는 손 안착부(140)에 의해 힘 센서(163)에 의해 측정된 측정 힘(M)이 기준 범위(RH,RL) 내에 포함되는지 여부를 판단한다(S18). 즉, 로봇 제어부(164)는 힘 센서(163)에 의해 측정된 측정 힘(M)이 기준 범위(RH,RL) 내에 포함될 때까지 로봇 본체(120)를 상승시키게 되며, 이를 만족하게 되면 앞서 설명한 바와 같이, 승강 구동부(162)의 동작을 멈추고 완료 메시지를 출력하게 된다(S19).

상기와 같은 과정을 통해, 초기 설정모드가 완료되고, 현 사용자에 대한 손 안착부(140)의 높이가 결정될 수 있다.

이하에서는, 도 6을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 상지 운동 장치(100)에서 재활 운동을 수행하는 과정에 대해 설명한다.

먼저, 사용자가 상지 운동 장치(100)를 이용하여, 재활 운동을 수행하기 전에 최조 사용자인지 여부에 따라 초기 설정모드의 실행 여부가 결정된다(S20). 예를 들어, 사용자가 디스플레이부(165) 및 사용자 입력부(167)를 통해, 미리 등록된 자신의 정보를 선택하는 경우, 초기 설정모드가 실행되지 않을 수 있다. 최초 사용자로 입력되는 경우 도 5에 도시된 바와 같이, 초기 설정모드가 실행될 것이다.

초기 설정모드의 실행 후, 또는 기 등록된 사용자의 선택이 완료되면, 재활 모드가 실행되는데, 이 때, 사용자에 대해 등록된 사용자 정도에 따른 운동 부하에 맞춰 재활 구동부(161)가 구동하게 된다(S21). 여기서, 사용자 정보는, 도 4에 도시된 통신부(166)를 통해 수신되어 등록되거나, 디스플레이부(165) 및 사용자 입력부(167)를 통해 직접 입력될 수 있다.

상기와 같이 재활 운동 과정에서 힘 센서(163)에 의해 측정 힘(M)이 측정되는데, 로봇 제어부(164)는 재활 모드로의 동작 중에 힘 센서(163)에 의해 측정되는 측정 힘(M)이 기 등록된 기준 힘(M_F)보다 작아지는 경우(S23), 기 등록된 대응 모드로 동작하게 된다(S24).

즉, 손 안착부(140)에 안착된 손이 손 안착부(140)로부터 떨어지거나 사용자에게 특이 사항, 예를 들어 긴급 상황이 발생하여 손 안착부(140)에 가해지는 힘이 작아지는 경우, 이를 운동 불가한 상태로 인식하여 대응 모드로 동작하게 된다.

여기서, 대응 모드는 재활 구동부(161)를 일시 정지시키거나, 경고 알람을 출력하거나, 재활 구동부(161)의 일시 정지 후 기 설정된 시간이 경과할 때까지 힘 센서(163)에 의해 감지되는 측정 힘(M)이 기준 힘(M_F)을 넘어서지 않는 경우 완전 정지시키는 과정 등 다양한 형태로 구성될 수 있다. 또는 상기 예시의 조합으로 구성 가능하다.

본 발명의 실시예에서는 기준 힘(M_F)을 초기 설정모드의 완료시 힘 센서(163)에 의해 측정된 측점 힘에 기초하여 등록되는 것을 예로 한다. 즉, 초기 설정모드에서 사용자가 편안한 자세로 인식되어 측정되는 측정 힘(M)을 기준으로 기준 힘(M_F)을 결정함으로써, 사용자에게 적합한 기준의 설정이 가능하게 된다.

본 발명의 실시예에서는 기준 힘(M_F)을 초기 설정모드의 완료시 힘 센서(163)에 의해 측정된 측정 힘(M)의 N %(N은 100보다 작은 자연수)로 설정하는 것을 예로 하는데, 예컨대 10%로 설정되는 것을 예로 한다.

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.

100 : 상지 운동 장치 110 : 로봇 베이스
120 : 로봇 본체 130 : 링크 어셈블리
140 : 손 안착부 150 : 테이블
161 : 재활 구동부 162 : 승강 구동부
163 : 힘 센서 164 : 로봇 제어부
165 : 디스플레이부 166 : 통신부
167 : 사용자 입력부

Claims

바닥에 안착되는 로봇 베이스와,
상기 로봇 베이스의 상부에 설치되는 로봇 본체와,
상기 로봇 본체를 승강 이동시키는 승강 구동부와,
상기 로봇 본체로부터 전방으로 돌출되어 적어도 2 자유도로 움직이는 링크 어셈블리와,
상기 링크 어셈블리의 말단에 결합되고, 사용자의 손이 안착되는 손 안착부와,
사용자의 손이 안착될 때 상기 손 안착부에 중력 방향으로 가해지는 힘을 측정하는 힘 센서와,
초기 설정모드가 실행되는 경우, 상기 힘 센서에 의해 측정된 측정 힘 및 기 등록된 기준 범위에 기초하여, 상기 로봇 본체가 승강 이동하도록 상기 승강 구동부를 제어하여, 상기 링크 어셈블리 및 상기 링크 어셈블리의 말단에 결합된 상기 손 안착부의 높이를 조절하는 로봇 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 운동 장치.
제1항에 있어서,
상기 기준 범위는 상한값과 하한값을 포함하며;
상기 로봇 제어부는
상기 측정 힘이 상기 상한값을 초과하는 경우 상기 로봇 본체가 하강하도록 상기 승강 구동부를 제어하고,
상기 측정 힘이 상기 하한값 미만인 경우 상기 로봇 본체가 상승하도록 상기 승강 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 상지 운동 장치.
제2항에 있어서,
상기 로봇 제어부는 상기 측정 힘이 상기 기준 범위 내에 속할 때까지 상기 승강 구동부를 제어하는 것을 특징으로 하는 상지 운동 장치.
제3항에 있어서,
상기 링크 어셈블리를 통해 운동 부하를 제공하는 재활 구동부를 더 포함하며;
상기 로봇 제어부는 상기 손 안착부의 높이를 조절하는 상기 초기 설정모드와, 상기 초기 설정모드 완료 후 상기 재활 구동부를 제어하여 상지 운동을 제공하는 재활 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 상지 운동 장치.
제4항에 있어서,
상기 로봇 제어부는 상기 재활 모드로의 동작 중에 상기 힘 센서에 의해 측정되는 상기 측정 힘이 기 등록된 기준 힘보다 작은 경우 기 등록된 대응 모드로 동작하는 것을 특징으로 하는 상지 운동 장치.
제5항에 있어서,
상기 기준 힘은 상기 초기 설정모드의 완료시 상기 힘 센서에 의해 측정된 측정 힘에 기초하여 등록되는 것을 특징으로 하는 상지 운동 장치.
제6항에 있어서,
상기 기준 힘은 상기 초기 설정모드의 완료시 상기 힘 센서에 의해 측정된 측정 힘의 N %(N은 100보다 작은 자연수)로 설정되어 등록되는 것을 특징으로 하는 상지 운동 장치.
제5항에 있어서,
상기 대응 모드는
상기 재활 구동부의 일시 정지, 경고 알람, 상기 재활 구동부의 일시 정지 후 기 설정된 시간 경과 후의 완전 정지 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 운동 장치.