KR20110066567A - Arm rehabilitation device using the air muscle - Google Patents

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KR20110066567A
KR20110066567A KR1020090123271A KR20090123271A KR20110066567A KR 20110066567 A KR20110066567 A KR 20110066567A KR 1020090123271 A KR1020090123271 A KR 1020090123271A KR 20090123271 A KR20090123271 A KR 20090123271A KR 20110066567 A KR20110066567 A KR 20110066567A
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송원경
이인호
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Abstract

PURPOSE: An arm rehabilitation device is provided to enable a user to immediately cope with an outbreak situation like muscle contraction. CONSTITUTION: An arm rehabilitation device comprises: an instrument unit(100) which is mounted in an arm of a patient and is operated in order to support the muscular strength so that the arm can be folded or unfolded around shoulder or elbow joints; a controller(200) controlling the movement of the instrument unit; and an input unit(300) which is installed in an arm of the patient, senses the movement of the arm, transfers a signal of the movement to the controller.

Description

공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구{Arm rehabilitation device using the air muscle}Arm rehabilitation device using the air muscle

본 발명은 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구에 관한 것으로, 더욱 상세히는 건측 팔의 움직임을 감지하여 환측 팔의 팔꿈치 관절 및 어깨 관절 운동을 공압근육을 이용하여 가능하게 하는 양팔 재활 운동 기구에 관한 것이다.The present invention relates to a two-arm rehabilitation exercise device using pneumatic muscle, and more particularly to a two-arm rehabilitation exercise device to detect the movement of the arm of the arm to enable the elbow joint and shoulder joint movement of the affected arm using the pneumatic muscle. .

노인이나 근력이 약한 재활 환자들은 젊거나 건강한 사람들에 비해 관절운동에 어려움을 겪고 있으며, 실질적으로 운동이 필요함에도 일반적인 운동기구로는 운동을 하는 것이 현실적으로 어려운 실정이다.Older people or rehabilitation patients with weak muscles are more likely to have difficulty in joint movement than young or healthy people.

이에, 노인이나 환자들을 위한 다양한 재활 또는 운동 기구가 발명되고 있으며, 특히, 특허출원번호 제10-2006-0119230호(이하, '등록발명'이라 함)는 발명의 명칭을 "수평왕복운동이 가능한 어깨관절치료기"로 하여 출원되어 등록된 바 있다.Accordingly, various rehabilitation or exercise equipment for the elderly or patients are invented, and in particular, Patent Application No. 10-2006-0119230 (hereinafter referred to as "registration invention") is the name of the invention "a horizontal reciprocating movement is possible Has been filed and registered as a shoulder joint therapy device.

상기 등록발명은 단일 어깨관절치료기 본체를 이용하여 어깨관절부터 팔꿈치까지를 지칭하는 상박부분과, 팔꿈치로부터 손(또는 손목)까지를 지칭하는 하박부분의 근육과 관절 그리고 혈액순환을 촉진 시킬수 있도록 이들부위를 상,하로 승하 강시키는 상,하왕복운동이 가능할 뿐만 아니라, 여기에 더불어 종래의 어떠한 형태의 어깨관절치료기로도 도저히 할 수 없었던 어깨관절의 수평왕복운동까지도 아주 편리하고 완벽하게 수행할 수 있도록 함은 물론, 어깨관절을 견인할 수 있는 어깨견인 기능이 더 추가되어 있어 어깨를 견인하여 줄 필요가 있을 때에는 전,후 2개의 몸체로 분리 구성한 상박운동장치의 후방몸체에 구비된 노브볼트를 풀르기만 하면 가이드봉의 고정이 해지됨과 동시에 탄성체의 탄성력에 의해 자동으로 후방몸체가 전방몸체로부터 전진하면서 간격이 벌어지도록 함으로써 운동효과를 극대화하여 보다 빠르고 보다 편리하며 보다 완벽하게 어깨관절 이상 증상을 치료할 수 있도록 한 것이다.The registration invention uses a single shoulder joint treatment device body to the upper part of the shoulder joint from the elbow to the elbow, the lower part of the lower arm to refer to the elbow to the hand (or wrist) these parts to promote blood circulation It is possible not only to move up and down, but also to move up and down, as well as to the horizontal reciprocation of the shoulder joint, which could not be easily done with any conventional shoulder joint therapy, so that it can be performed very conveniently and perfectly. Of course, the shoulder towing function is added to pull the shoulder joint. When it is necessary to pull the shoulder, loosen the knob bolt provided on the rear body of the upper arm after separating the body into two parts. Simply squeeze the guide rod to the fixed position and at the same time the rear body is automatically moved to the front body by the elastic force of the elastic body. By increasing the interval between advances to maximize the exercise effect to treat the shoulder joint abnormalities faster, more convenient and more completely.

하지만, 이러한 수동적인 운동 시스템으로 미리 입력된 동작으로 운동이 가능하기는 하나, 등록발명은 여러 근육이 수축되는 경직과 같은 돌발 상황을 감지할 수 있는 센서가 없고 전기모터와 기어로 구성되어 미리 정해진 동작으로 움직이므로 사용자가 시스템의 움직임에 의해서 갑작스럽게 고통을 느끼는 경우 신속히 대처하기가 곤란하여 재활 환자 혼자서 사용하게 되면 사고가 발생할 우려가 있었다. However, this passive exercise system allows movement with pre-input movements, but the registered invention does not have a sensor that can detect a sudden situation such as stiffness in which several muscles contract, and consists of an electric motor and gears. Because of the movement, if the user suddenly feels pain due to the movement of the system, it is difficult to cope quickly, and there is a risk of an accident occurring when the rehabilitation patient is used alone.

또한, 편마비환자의 경우 건측 팔(건강한 팔)의 움직임을 이용하여 환측 팔(재활이 요구되는 팔)의 움직임을 양팔 재활 치료는 불가능한 실정이었다.In addition, for hemiplegic patients, it was impossible to treat both arm rehabilitation of the movement of the affected arm (arm requiring rehabilitation) using the movement of the healthy arm.

또한, 등록발명을 포함한 다수의 어깨관절 치료기는 구성이 복잡하여 무게가 무겁고 장비가 커서 보관 및 사용이 번거롭다는 단점이 있었다.In addition, many shoulder joint therapists, including the registered invention, had a disadvantage in that the configuration was complicated, the weight was heavy, and the equipment was large and cumbersome for storage and use.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 근육이 수축되는 경직과 같은 돌발 상황이 오더라도 사용자 스스로 바로 대처할 수 있는 재활 기구를 제공하고, 편마비환자의 경우 다른 사람의 도움이 없더라도 편리하게 홀로 재활 운동을 할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made to solve the above problems, it provides a rehabilitation mechanism that can be handled directly by the user himself even if a sudden situation such as stiffness of muscle contraction, and convenient for hemiplegic patients even without the help of others It aims to be able to do rehabilitation exercise alone.

또한, 구성을 간단하게 하여 보관 및 사용을 편리하게 하고, 별도로 의자를 구비하지 않도록 하여 서거나 앉은 상태 등 다양한 자세에서 재활 운동을 가능하게 하며 의자는 필요에 따라 주위의 어떤 것이든 사용하는 것을 가능하게 한다. In addition, it is easy to store and use by simplifying the configuration, and to enable the rehabilitation exercise in various postures such as standing or sitting state by not having a separate chair, and the chair can use any one around as needed. Let's do it.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해, 사용자의 환측 팔(10)에 장착되어 팔이 어깨관절 및 팔꿈치관절을 중심으로 굽히거나 펴지게 할 수 있도록 근력을 보조하도록 동작되는 기구부(100)와, 상기 기구부(100)의 움직임을 제어하는 제어부(200)와, 사용자의 건측 팔(20)에 장착되어 상기 건측 팔(20)의 움직임을 감지하여 이를 상기 제어부(200)로 전송하여 상기 환측 팔(10)이 건측 팔(20)을 따라 움직일 수 있도록 하는 입력부(300)를 포함하여 구성되는 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구를 제공한다.In order to solve the above problems, the apparatus 100 is mounted to the user's annular arm 10 and is operated to assist muscle strength so that the arm can be bent or extended around the shoulder joint and the elbow joint, The control unit 200 for controlling the movement of the mechanism unit 100, mounted on the user's side arm 20 of the user senses the movement of the arm 20 and transmits it to the control unit 200 to the annular arm ( 10) provides a two-arm rehabilitation exercise device using the pneumatic muscles comprising an input unit 300 to move along the healthy side arm (20).

여기서, 상기 기구부(100)는, 지지대(110)와, 상기 지지대(110)의 상단 일측에 일단이 고정되는 고정프레임(120)와, 상기 고정프레임(120)의 타단에 제1회전연 결부(125)에 의해 일단이 연결되는 상박프레임(130)과, 상기 상박프레임(130)의 타단에 제2회전연결부(135)에 의해 일단이 연결되는 하박프레임(140)과, 상기 고정프레임(120)에 구비되어 상기 제어부(200)의 신호에 따라 수축과 이완 작용에 의해 상기 상박프레임(130)을 상기 제1회전연결부(125)를 중심으로 회전운동시키는 제1공압근육부(150)와, 상기 상박프레임(130)에 구비되어 상기 제어부(200)의 신호에 따라 수축과 이완 작용에 의해 상기 하박프레임(140)을 상기 제2회전연결부(135)를 중심으로 회전운동시키는 제2공압근육부(160)와, 상기 상박프레임(130)에 구비되어 환측 팔(10)의 상박(11)을 상박프레임(130)에 고정시키는 상박커프(180)와, 상기 하박프레임(140)에 구비되어 환측 팔(10)의 하박(12)을 하박프레임(140)에 고정시키는 하박커프(190)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Here, the mechanism part 100, the support 110, a fixed frame 120, one end of which is fixed to one side of the upper end of the support 110, and the other end of the fixed frame 120, the first rotary connection ( The upper and lower frames 130, one end of which is connected by the 125, the lower frame 140, one end of which is connected to the other end of the upper and lower frames 130 by the second rotary connector 135, and the fixed frame 120 Is provided in the first pneumatic muscle portion 150 for rotating the upper and lower frame 130 around the first rotary connection portion 125 by the contraction and relaxation action according to the signal of the control unit 200, and The second pneumatic muscle part provided in the upper and lower frame 130 to rotate the lower thin frame 140 around the second rotation connecting portion 135 by the contracting and relaxing action according to the signal of the control unit 200 ( 160 and the upper arm frame 130 provided on the upper arm frame 130 to the upper arm frame 11 of the upper arm frame 130 It is characterized in that it comprises an upper thin cuff 180 and a lower thin cuff 190 provided on the lower thin frame 140 to fix the lower thin 12 of the annular arm 10 to the lower thin frame 140. .

또한, 상기 하박프레임(140)의 타단에는 손잡이부(170)를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.In addition, the other end of the lower frame 140 is preferably provided with a handle portion 170 in addition.

또한, 상기 제1공압근육부(150)는, 상기 제1회전연결부(125)에 구비되는 풀리(151)와, 일단이 상기 지지대(110)에 고정된 상태로 상기 고정프레임(120)의 상하에 쌍으로 구비되는 공압근육(152)과, 상기 한 쌍의 공압근육(152)의 타단을 상호 연결하면서 상기 풀리(151)에 감기는 케이블(153)을 포함하여 구성되어 상기 한 쌍의 공압근육(152)의 수축과 이완의 상호작용에 의해 상기 상박프레임(130)을 회전시키고, 상기 제2공압근육부(160)는, 상기 제2회전연결부(135)에 구비되는 풀리(161)와, 일단이 상기 제1회전연결부(125)에 인접하는 상박프레임(130)에 고정된 상태로 상기 상박프레임(130)의 상하에 쌍으로 구비되는 공압근육(162)과, 상기 한 쌍의 공압근육(162)의 타단을 상호 연결하면서 상기 풀리(161)에 감기는 케이블(163)을 포함하여 구성되어 상기 한 쌍의 공압근육(162)의 수축과 이완의 상호작용에 의해 상기 하박프레임(140)을 회전시키는 것을 특징으로 한다.In addition, the first pneumatic muscle portion 150, the pulley 151 and the one end is provided on the first rotary connection portion 125, the upper and lower sides of the fixed frame 120 in a state fixed to the support 110 The pair of pneumatic muscles 152 and a pair of pneumatic muscles 152 and a cable 153 wound around the pulley 151 while interconnecting the other ends of the pair of pneumatic muscles 152. Rotating the upper frame 130 by the interaction of the contraction and relaxation of (152), the second pneumatic muscle portion 160, the pulley 161 is provided on the second rotary connecting portion 135, Pneumatic muscle 162 provided in pairs above and below the upper arm frame 130 in a state where one end is fixed to the upper arm frame 130 adjacent to the first rotary connector 125, and the pair of pneumatic muscles ( And a pair of pneumatic muscles 162 including a cable 163 wound around the pulley 161 while interconnecting the other end of the 162. It characterized in that for rotating the forearm frame 140 by the interaction of contraction and relaxation.

또한, 상기 쌍으로 구비되는 공압근육(152 또는 162) 중 어느 하나는 각각 스프링(미도시)으로 치환되어 상기 공압근육(152 또는 162)과 스프링(미도시)의 수축과 이완의 상호작용에 의해 상박프레임(130) 또는 하박프레임(140)을 회전시키는 것을 특징으로 한다.In addition, any one of the pneumatic muscle (152 or 162) provided in the pair is replaced by a spring (not shown), respectively, by the interaction of the contraction and relaxation of the pneumatic muscle (152 or 162) and the spring (not shown) Rotating the upper frame 130 or the lower frame 140 is characterized by.

또한, 상기 상박프레임(130)은 길이 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the upper and lower frame 130 is characterized in that the length can be adjusted.

또한, 상기 지지대(110)는 높이 조절이 가능한 것을 특징으로 한다.In addition, the support 110 is characterized in that the height can be adjusted.

또한, 상기 제어부(200)의 상기 기구부(100)의 움직임 제어는, 상기 제1회전연결부(125) 및 제2회전연결부(135)에 구비된 회전각센서(125a, 135a)에서 측정된 회전각(θ1, θ2)과 상기 입력부(300)로부터 수신된 건측 팔(20)의 어깨 및 팔꿈치 관절의 회전각을 비교하여 그 오차를 이용하는 비례미분제어(Proportional-Derivative control) 또는 비례적분미분제어(Proportional-Integral-Derivative control) 방식을 이용하여 얻어진 값에 따라 일정량의 공기압을 제1,2공압근육부(150, 160)에 가해주는 것을 특징으로 한다.In addition, the movement control of the mechanism 100 of the control unit 200, the rotation angle measured by the rotation angle sensor (125a, 135a) provided in the first rotation connection portion 125 and the second rotation connection portion 135 Proportional-Derivative control or Proportional-Integral differential control using the error by comparing the rotation angles of the shoulder and elbow joints of the arm 20, received from the input unit 300 with (θ 1 , θ 2 ) According to the value obtained using the (Proportional-Integral-Derivative control) method, it is characterized by applying a predetermined amount of air pressure to the first and second pneumatic muscles (150, 160).

또한, 상기 회전각센서(125a, 135a)는 인코더(encoder) 또는 전위차계(potentiometer)인 것을 특징으로 한다.In addition, the rotation angle sensor (125a, 135a) is characterized in that the encoder (encoder) or potentiometer (potentiometer).

또한, 상기 입력부(300)는 사용자의 건측 팔(20)의 팔꿈치 및 손에 각각 장 착되는 것을 특징으로 한다.In addition, the input unit 300 is characterized in that mounted on the elbow and hand of the user's key arm 20, respectively.

또한, 상기 입력부(300)에서 사용자의 건측 팔(20)의 움직임 감지는, 건측 팔(20) 운동의 속도 및 궤적을 감지하는 가속도 센서(310)에 의하는 것을 특징으로 한다.In addition, the movement detection of the user's dry arm 20 in the input unit 300 is characterized by the acceleration sensor 310 for detecting the speed and the trajectory of the movement of the dry arm 20.

본 발명을 사용하면, 근육이 수축되는 경직과 같은 돌발 상황이 오더라도 사용자 스스로 바로 대처할 수 있는 재활 기구를 제공하고, 편마비환자의 경우 다른 사람의 도움이 없더라도 편리하게 홀로 재활 운동을 할 수 있다.Using the present invention, even if a sudden situation such as stiffness of the muscle contraction provides a rehabilitation mechanism that can cope directly with the user himself, in the case of hemiplegic patients can be conveniently rehabilitation alone without the help of others.

또한, 구성을 간단하게 하여 보관 및 사용을 편리하게 하고, 별도로 의자를 구비하지 않도록 하여 서거나 앉은 상태 등 다양한 자세에서 재활 운동을 가능하게 하며 의자는 필요에 따라 주위의 어떤 것이든 사용하는 것이 가능하다. In addition, it is easy to store and use by simplifying the configuration, and to enable rehabilitation exercise in various postures such as standing or sitting state by not having a chair separately, and the chair can be used in any surroundings as needed. Do.

또한, 기존의 치료기는 입력된 운동의 범위(각도) 및 속도를 기준으로 정해진 패턴으로 상지를 움직여 물리 치료를 하고 있다. 본 발명에서는 양팔 재활 운동 기구를 이용하여 건측 팔의 움직임에 따라 환측 팔의 움직임이 발생하기 때문에 사용자 본인의 의지대로 상지 운동의 범위(각도) 및 속도를 제어할 수 있다. 이러한 방법은 사용자가 운동하는 동안 경직이나 고통이 발생할 때 신속한 대처가 가능하다. 즉, 본인 스스로 운동을 함으로서 재활운동의 동기를 고취할 수 있고 성취감을 얻고 자신감도 향상시킬 수 있다.In addition, the existing treatment device performs physical therapy by moving the upper limb in a predetermined pattern based on the range (angle) and speed of the input motion. In the present invention, since the movement of the affected arm occurs according to the movement of the healthy arm using the two-arm rehabilitation exercise device, it is possible to control the range (angle) and speed of the upper limb movement as the user desires. This method allows for quick response when stiffness or pain occurs while the user is exercising. In other words, by exercising yourself, you can motivate your rehabilitation exercises, improve your sense of accomplishment and improve your confidence.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms or words used in this specification and claims should not be construed in a common or dictionary sense, and the inventors will be required to properly define the concepts of terms in order to best describe their invention. Based on the principle that it can, it should be interpreted as meaning and concept corresponding to the technical idea of the present invention.

따라서 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서, 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해해야 한다.Therefore, the embodiments described in the present specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, at the time of the present application, It should be understood that there may be water and variations.

도 1은 본 발명을 장착한 사용자의 모습을 나타내는 사시도이고, 2는 본 발명을 구성을 보여주는 측면도이며, 도 3은 본 발명이 작동되는 원리를 보여주는 시스템도이다.1 is a perspective view showing the appearance of a user equipped with the present invention, 2 is a side view showing the configuration of the present invention, Figure 3 is a system diagram showing the principle of the present invention works.

도 1 및 도 2에서 보듯이, 본 발명은 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구에 관한 것으로, 기구부(100), 제어부(200) 및 입력부(300)를 포함하여 구성된다.As shown in Figure 1 and 2, the present invention relates to a two-arm rehabilitation exercise device using pneumatic muscle, and comprises a mechanism 100, the control unit 200 and the input unit 300.

본 발명은 건측 팔(건강한 팔, 20)의 팔꿈치 관절과 어깨 관절의 움직임을 가속도 센서(310)를 통하여 감지하여 건측 팔(20)의 움직임을 기준으로 환측 팔(재활이 필요한 팔, 10)의 팔꿈치 관절 및 어깨 관절 운동을 공압근육(152)을 통하여 가능하게 하기 위한 것이다.The present invention detects the movement of the elbow joint and the shoulder joint of the apical arm (healthy arm, 20) through the acceleration sensor 310 of the affected arm (arm requiring rehabilitation, 10) based on the movement of the apical arm 20. To enable elbow joint and shoulder joint movement through the pneumatic muscle 152.

즉, 본 발명은 뇌졸중 및 척수손상 등으로 인한 재활 치료 장치에 관한 것으로서, 사용자가 자신의 건측 팔(20)을 이용하여 환측 팔(10)의 움직임 범위(각도), 속도, 시간을 사용자가 원하는 데로 할 수 있도록 착용하는 재활 운동 기구를 통해 움직일 수 있도록 한 것이다.That is, the present invention relates to a rehabilitation treatment apparatus due to stroke and spinal cord injury, and the like, and the user desires the movement range (angle), speed, and time of the affected arm 10 using his healthy arm 20. He was able to move through rehabilitation equipment that he wears.

좀 더 상세히 살펴보면, 본 발명은 사용자의 환측 팔(10)에 장착되어 팔이 어깨관절 및 팔꿈치관절을 중심으로 굽히거나 펴지게 할 수 있도록 근력을 보조하도록 동작되는 기구부(100)와, 상기 기구부(100)의 움직임을 제어하는 제어부(200)와, 사용자의 건측 팔(20)에 장착되어 상기 건측 팔(20)의 움직임을 감지하여 이를 상기 제어부(200)로 전송하여 상기 환측 팔(10)이 건측 팔(20)을 따라 움직일 수 있도록 하는 입력부(300)를 포함하여 구성된다.Looking in more detail, the present invention is mounted on the user's annular arm 10 is operated to assist the muscle strength to bend or stretch the arm around the shoulder joint and elbow joint 100 and the instrument portion ( Control unit 200 for controlling the movement of the 100, and mounted on the user's side arm 20 of the user senses the movement of the arm 20 and transmits it to the control unit 200 to the annular arm 10 It is configured to include an input unit 300 to move along the key side arm (20).

상기 기구부(100)는 본 발명의 실시에서 사용자가 환측 팔(10)에 착용하는 장치에 해당하는 것으로,The mechanism 100 corresponds to a device worn by the user on the annular arm 10 in the practice of the present invention,

지지대(110)와, 상기 지지대(110)의 상단 일측에 일단이 고정되는 고정프레임(120)과, 상기 고정프레임(120)의 타단에 제1회전연결부(125)에 의해 일단이 연결되는 상박프레임(130)과, 상기 상박프레임(130)의 타단에 제2회전연결부(135)에 의해 일단이 연결되는 하박프레임(140)과, 상기 고정프레임(120)에 구비되어 상기 제어부(200)의 신호에 따라 수축과 이완 작용에 의해 상기 상박프레임(130)을 상기 제1회전연결부(125)를 중심으로 회전운동시키는 제1공압근육부(150)와, 상기 상박 프레임(130)에 구비되어 상기 제어부(200)의 신호에 따라 수축과 이완 작용에 의해 상기 하박프레임(140)을 상기 제2회전연결부(135)를 중심으로 회전운동시키는 제2공압근육부(160)와, 상기 상박프레임(130)에 구비되어 환측 팔(10)의 상박(11)을 상박프레임(130)에 고정시키는 상박커프(180)와, 상기 하박프레임(140)에 구비되어 환측 팔(10)의 하박(12)을 하박프레임(140)에 고정시키는 하박커프(190)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.Support frame 110, a fixed frame 120, one end of which is fixed to one side of the upper end of the support 110, and the upper end frame is connected to the other end of the fixed frame 120 by the first rotary connecting portion 125 130, a lower frame 140 having one end connected to the other end of the upper frame 130 by a second rotation connecting unit 135, and a signal of the controller 200 provided in the fixed frame 120. According to the first pneumatic muscle portion 150 and the upper arm frame 130 to rotate the upper and lower frame 130 around the first rotary connection portion 125 by the contraction and relaxation action according to the control unit The second pneumatic muscle unit 160 and the upper and lower frame 130 to rotate the lower thin frame 140 around the second rotary connecting portion 135 by the contraction and relaxation action according to the signal of the (200) The upper arm cuff 180 which is provided in the upper arm 11 of the annular arm 10 to the upper arm frame 130 and the upper It is provided in the forearm frame 140 is characterized in that comprises a forearm cuff 190, securing the forearm 12 of the ipsilateral arm 10 to forearm frame 140.

상기 지지대(10)는 상기 기구부(100)를 전체적으로 지지하는 것으로, 상기 기구부(100)가 지면에 세워질 수 있게 하는 역할을 한다. 여기서, 상기 지지대(110)는 높이 조절이 가능한 것을 특징으로 한다. 본 발명은 의자에 앉아서 운동하는 것뿐 아니라 서거나 반쯤 앉은 상태에서도 가능한 것이므로 지지대(110)의 높이를 조절할 수 있게 하는 것이 바람직하다. 또한, 사용자에 따라 신장이 다르기 때문이기도 하다.The support 10 supports the mechanism part 100 as a whole, and serves to allow the mechanism part 100 to stand on the ground. Here, the support 110 is characterized in that the height can be adjusted. The present invention is possible to adjust the height of the support 110 because it is possible not only to sit and exercise in a chair or standing halfway sitting. It is also because the height varies depending on the user.

상기 고정프레임(120), 상박프레임(130), 하박프레임(140)은 상호 연속적으로 연결되어 제1회전연결부(125), 제2회전연결부(135)를 이용하여 상호 회전이 가능하게 구성된다. 그러므로 상기 제1회전연결부(125) 미 제2회전연결부(135)는 힌지 연결 방식으로 연결되는 것이 바람직하다. The fixed frame 120, the upper and lower frames 130, the lower frame 140 is continuously connected to each other is configured to be mutually rotatable by using the first rotation connecting portion 125, the second rotation connecting portion 135. Therefore, it is preferable that the first rotary connector 125 and the second rotary connector 135 are connected in a hinged manner.

또한, 여기서 상기 상박프레임(130)은 사용자의 팔 길이에 따라 길이 조절이 가능하게 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the upper and lower frame 130 is preferably configured to be adjustable in length according to the user's arm length.

상기 제1공압근육부(150)는, 상기 제1회전연결부(125)에 구비되는 풀리(151)와, 일단이 상기 지지대(110)에 고정된 상태로 상기 고정프레임(120)의 상하에 쌍 으로 구비되는 공압근육(152)과, 상기 한 쌍의 공압근육(152)의 타단을 상호 연결하면서 상기 풀리(151)에 감기는 케이블(153)을 포함하여 구성되어 상기 한 쌍의 공압근육(152)의 수축과 이완의 상호작용에 의해 상기 상박프레임(130)을 회전시키게 된다.The first pneumatic muscle portion 150, the pulley 151 provided in the first rotary connection portion 125, and the upper and lower pairs of the fixed frame 120 in one end is fixed to the support 110 The pair of pneumatic muscles 152 and the pair of pneumatic muscles 152 are configured to include a cable 153 wound on the pulley 151 while interconnecting the other end of the pair of pneumatic muscles 152. By rotating and relaxing the interaction of the upper arm frame 130 is rotated.

또한, 상기 제2공압근육부(160)는, 상기 제2회전연결부(135)에 구비되는 풀리(161)와, 일단이 상기 제1회전연결부(125)에 인접하는 상박프레임(130)에 고정된 상태로 상기 상박프레임(130)의 상하에 쌍으로 구비되는 공압근육(162)과, 상기 한 쌍의 공압근육(162)의 타단을 상호 연결하면서 상기 풀리(161)에 감기는 케이블(163)을 포함하여 구성되어 상기 한 쌍의 공압근육(162)의 수축과 이완의 상호작용에 의해 상기 하박프레임(140)을 회전시키게 되는 것으로 작동 방식은 상기 제1공압근육부(160)와 동일하다.In addition, the second pneumatic muscle unit 160, the pulley 161 is provided on the second rotary connecting portion 135, and one end is fixed to the upper frame (130) adjacent to the first rotary connecting portion (125) Cable 163 wound on the pulley 161 while interconnecting the other end of the pneumatic muscle 162 provided in pairs up and down the upper and lower frames 130, the pair of pneumatic muscle 162 It is configured to rotate the lower thin frame 140 by the interaction of the contraction and relaxation of the pair of pneumatic muscle 162, the operation method is the same as the first pneumatic muscle 160.

여기서, 상기 쌍으로 구비되는 공압근육(152 또는 162) 중 어느 하나는 각각 스프링(미도시)으로 치환되어 상기 공압근육(152 또는 162)과 스프링(미도시)의 수축과 이완의 상호작용에 의해 상박프레임(130) 또는 하박프레임(140)을 회전시키는 방식을 이용할 수 있다. Here, any one of the pneumatic muscle (152 or 162) provided in the pair is replaced by a spring (not shown), respectively, by the interaction of the contraction and relaxation of the pneumatic muscle (152 or 162) and the spring (not shown) The upper and lower frames 130 or 140 may be rotated.

공압근육(152, 162)은 고무튜브를 고강성의 플라스틱 그물망이 감싸고 있는 구조로 공기의 압력을 높이면 근육이 수축되고 공기의 압력을 낮추면 이완되어, 상기 제1,2공압근육부(150,160)에서와 같이 상하로 구비되어 연동되어 작동되는 경우에는 인간의 근육 운동형태와 유사하게 동작하게 된다.Pneumatic muscle (152, 162) is a structure in which the rubber tube is wrapped around a high rigid plastic mesh to increase the pressure of the air to contract the muscles and lower the pressure of the air is relaxed, the first and second pneumatic muscles (150, 160) In the case of operating in conjunction with the up and down as in the operation is similar to the human muscle movement form.

공압근육은 구동기 무게 대비하여 강한 힘의 발생이 가능하고 일반전기모터 와 같이 기계적인 느낌 보다는 사람의 근육과 비슷한 모양을 갖고 수축 및 확장 운동이 가능하기 때문에 사용자의 거부감이 전기모터에 비해서 적다. 또한 고무로 구성이 되어있어 유연함은 물론 부드럽기 때문에 전기모터로 구성되어 있는 장치들보다 경직으로부터 안전한 상태를 유지할 수 있다. 구체적으로, 사용자에 따라 공압 구동 시스템의 각 관절이 같은 각도를 유지하더라도 공압근육에 주입되는 압력을 변화시켜 공압 구동 시스템의 유연성(Compliance)을 조정하기 용이하다.Pneumatic muscles can generate a strong force against the weight of the actuator, and the user's discomfort is less than that of an electric motor because it can be shaped like a human's muscle and can be contracted and expanded, rather than a mechanical feeling like a general electric motor. In addition, it is made of rubber and is soft as well as soft, so it can be kept safer from stiffness than devices composed of electric motors. Specifically, even if each joint of the pneumatic drive system maintains the same angle according to the user it is easy to adjust the flexibility of the pneumatic drive system by changing the pressure injected into the pneumatic muscle.

상기 제1,2공압근육부(150,160)에 장착된 공압근육(152,162)의 작동은 제어부(200)의 신호에 의한다. 즉, 제어부(200)의 신호에 따라 상기 한 쌍의 공압근육(152 또는 162) 중 어느 하나의 공기 압력을 높여주면 근육이 수축되면서 그 쪽 방향으로 압축력이 작용하여 프레임(130 또는 140)이 당겨지게 된다. 물론, 이 경우에 다른 하나의 공압근육은 케이블로 연결되어 있는 상태이므로 자연스럽게 인장되게 된다.The operation of the pneumatic muscles 152 and 162 mounted on the first and second pneumatic muscle parts 150 and 160 depends on the signal of the controller 200. That is, when the air pressure of any one of the pair of pneumatic muscles 152 or 162 is increased in response to a signal from the controller 200, the compressive force acts in the direction as the muscle contracts and the frame 130 or 140 is pulled. You lose. Of course, in this case, the other pneumatic muscle is in a state of being connected by a cable, so it is naturally stretched.

또한, 본 발명에서는 상기 기구부(100)와 환측 팔(10)이 일체가 되어 함께 움직여야 하므로 양자를 하나로 고정시켜주는 장치가 필요하다. 이러한 역할을 하는 것이 상박커프(180) 및 하박커프(190)에 해당한다.In addition, in the present invention, since the mechanism part 100 and the annular arm 10 must move together as one unit, a device for fixing both is required. This role corresponds to the upper cuff 180 and the lower cuff (190).

즉, 상박커프(180)는 상기 상박프레임(130)에 구비되어 환측 팔(10)의 상박(11)을 상박프레임(130)에 고정시키고, 하박커프(190)는 상기 하박프레임(140)에 구비되어 환측 팔(10)의 하박(12)을 하박프레임(140)에 고정시키게 된다.That is, the upper arm cuff 180 is provided in the upper arm frame 130 to fix the upper arm 11 of the annular arm 10 to the upper arm frame 130, and the lower arm cuff 190 is attached to the lower arm frame 140. It is provided to fix the lower foil 12 of the annular arm 10 to the lower foil frame 140.

아울러, 상기 하박프레임(140)의 타단에는 손잡이부(170)를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 손잡이(170)를 구비하게 되면 프레임과 환측 팔(10)의 고정을 더 욱 단단하게 할 수 있어 재활의 효율이 높아질 수 있는 장점이 있다.In addition, the other end of the lower frame 140 is preferably provided with a handle portion 170 in addition. When the handle 170 is provided, the frame and the annular arm 10 may be more firmly fixed, thereby increasing the efficiency of rehabilitation.

상기 제어부(200)는 상기 기구부(100)의 움직임을 제어하는 장치이다. 제어부(200)는 건측 팔(20)의 움직임 정보가 입력부(300)를 통해 입력되면 수집된 움직임 정보를 이용하여 환측 팔(10)에 부착되어 있는 공압근육(152,162)을 작동시켜 환측 팔(10)을 굽히거나 펴는 운동을 하게 한다.The controller 200 is a device for controlling the movement of the mechanism unit 100. The controller 200 operates the pneumatic muscles 152 and 162 attached to the annular arm 10 by using the collected movement information when the motion information of the healthy arm 20 is input through the input unit 300. Exercise to bend or straighten).

여기서 공압근육(152,162)의 제어는, 상기 제1회전연결부(125) 및 제2회전연결부(135)에 구비된 회전각센서(125a, 135a)에서 측정된 회전각(θ1, θ2)과 상기 입력부(300)로부터 수신된 건측 팔(20)의 어깨 및 팔꿈치 관절의 회전각을 비교하여 그 오차를 이용하는 비례미분제어(Proportional-Derivative control) 또는 비례적분미분제어(Proportional-Integral-Derivative control) 방식을 이용하여 얻어진 값에 따라 일정량의 공기압을 제1,2공압근육부(150, 160)에 가해주는 방식에 의할 수 있다.Here, the control of the pneumatic muscle (152, 162), and the rotation angle (θ 1 , θ 2 ) measured by the rotation angle sensor (125a, 135a) provided in the first rotary connection portion 125 and the second rotary connection portion 135 Proportional-Derivative control or Proportional-Integral differential control using the error by comparing the rotation angles of the shoulder and elbow joints of the healthy arm 20 received from the input unit 300. According to the value obtained using the method may be a method of applying a predetermined amount of air pressure to the first and second pneumatic muscles (150, 160).

즉, 도 3에서 보듯이, 양팔 재활 운동 기구에 부착된 인코더(encoder) 또는 전위차계(potentiometer) 등 회전각센서(125a,135a)의 각도 정보와 수신된 건측 팔(20)의 각 관절의 회전 각도를 비교하여 그 오차를 이용하여 비례미분제어(Proportional-Derivative control) 또는 비례적분미분제어(Proportional-Integral-Derivative control)를 수행하여 얻어진 값으로 공압비례제어밸브를 제어하여 일정량의 공기압을 공압근육(152,162)에 가해주게 된다.That is, as shown in Figure 3, the angle information of the rotation angle sensor (125a, 135a), such as an encoder (encoder) or potentiometer (attachment) attached to both arms rehabilitation exercise equipment and the angle of rotation of each joint of the received side arm 20 By comparing the error and control the pneumatic proportional control valve to the value obtained by performing Proportional-Derivative control or Proportional-Integral-Derivative control. 152,162).

여기서, 공압비례제어밸브는 공압근육을 제어하기 위해 전기신호를 공압신호로 변환 시켜 주는 장치이며, 공기압력공급장치(컴프레서)에서 공급되는 공기의 압력을 원하는 수준의 압력으로 변환하는 역할을 담당한다.Here, the pneumatic proportional control valve is a device that converts an electrical signal into a pneumatic signal to control the pneumatic muscle, and is responsible for converting the air pressure supplied from the air pressure supply device (compressor) to the desired level pressure. .

상기 입력부(300)는 사용자의 건측 팔(20)에 장착되어 상기 건측 팔(20)의 움직임을 감지하여 이를 상기 제어부(200)로 전송하여 상기 환측 팔(10)이 건측 팔(20)을 따라 움직일 수 있도록 하는 장치이다.The input unit 300 is mounted on the user's side arm 20 to detect the movement of the side arm 20 and transmits it to the control unit 200 so that the annular arm 10 follows the side arm 20. It is a device that can move.

여기서, 상기 입력부(300)에서 사용자의 건측 팔(20)의 움직임 감지는 건측 팔(20) 운동의 속도 및 궤적을 감지하는 가속도 센서(310)에 의하는 것을 특징으로 한다. Here, the movement of the user's key arm 20 in the input unit 300 is characterized in that by the acceleration sensor 310 for detecting the speed and the trajectory of the movement of the key arm 20.

즉, 굽히고 펴는 운동이 이루어지는 동안 건측 팔(20)에 부착된 건측 팔(20)의 가속도를 측정할 수 있는 입력부를 통해 건측 팔(20)의 가속도 값을 측정한다. That is, the acceleration value of the key arm 20 is measured through an input unit capable of measuring the acceleration of the key arm 20 attached to the key arm 20 while the bending and extending motions are performed.

입력부(300)는 건측 팔(10)의 손에 쥘 수 있는 형태라면 어느 방식이든 가능하다. 물론, 장갑이나 손에 직접 부착하는 방식 등 다양한 방식의 활용이 가능하다. 유무선 방식에 의해 입력부(300)의 측정값이 제어부(200)로 전달되는 것이 가능하나, 간단한 구성을 위해 무선 방식을 사용하는 것이 바람직하다. 이를 위해 입력부(300)에는 무선 송신 장치가, 제어부(200)에는 무선 수신 장치가 구비되며, 무선 수신 장치를 통해 수신된 가속도 데이터를 이용하여 공압근육으로 이루어진 본 발명을 제어한다. The input unit 300 may be in any manner as long as it can be held in the hand of the healthy side arm 10. Of course, it is possible to use a variety of methods, such as directly attached to the glove or hand. It is possible to transmit the measured value of the input unit 300 to the control unit 200 by a wired or wireless method, but it is preferable to use a wireless method for a simple configuration. To this end, the input unit 300 is provided with a wireless transmission device, the control unit 200 is provided with a wireless receiving device, and controls the present invention consisting of pneumatic muscle using the acceleration data received through the wireless receiving device.

가속도 센서(310)를 이용하면 전기 신호를 이용하여 건측 팔(20)의 각도를 3 차원으로 추정하는 것이 가능하다. 즉, 각 축을 기준으로 어느 정도 기울어져 있는지를 판단하는 것이 가능하다. 그러므로 가속도 센서(310)는 건측 팔(20)의 움직임 각도를 검출하는 데 사용되며 아날로그 신호 출력을 가진다. 마이크로 제어장치는 가속도 센서(310)에서 입력을 받은 아날로그 신호 데이터를 디지털 신호로 변환하여 무선 전송 장치에 디지털 데이터로 전송한다. 무선전송장치는 마이크로 컨트롤러로부터 획득한 신호를 재활 운동 기구에 전송한다. 기구부(100)는 어깨 관절과 팔꿈치 관절에 해당하는 움직임이 가능한 로봇팔 시스템으로 2자유도 또는 그 이상의 자유도를 가질 수 있다.By using the acceleration sensor 310, it is possible to estimate the angle of the key arm 20 in three dimensions by using an electrical signal. That is, it is possible to determine how inclined with respect to each axis. Therefore, the acceleration sensor 310 is used to detect the angle of movement of the healthy arm 20 and has an analog signal output. The micro controller converts the analog signal data received from the acceleration sensor 310 into a digital signal and transmits the digital signal to the wireless transmission device. The radio transmitter transmits a signal obtained from the microcontroller to the rehabilitation exercise equipment. Mechanism 100 is a robot arm system capable of movement corresponding to the shoulder joint and elbow joint may have two degrees of freedom or more degrees of freedom.

즉, 가속도 데이터는 팔의 관절의 각도 데이터로 변환할 수 있어서, 환측 팔(10)의 팔꿈치 또는 어깨의 각도 데이터를 바탕으로 이에 해당하는 움직임을 기구부(100)에서 발생시키게 된다.That is, the acceleration data may be converted into the angle data of the joint of the arm, and the corresponding movement is generated in the mechanism part 100 based on the angle data of the elbow or the shoulder of the annular arm 10.

아울러, 상기 건측 팔(20)은 별도의 거치대 없이 공중에 떠 있는 상태로 구비되므로 상기 입력부(300)가 손에 하나만 구비되는 경우에는 본 발명의 활용도가 떨어질 수 있다. In addition, since the key side arm 20 is provided in a state floating in the air without a separate cradle, if only one input unit 300 is provided in the hand, the utilization of the present invention may be reduced.

즉, 본 발명은 2 자유도를 구비한 상태로 어깨 관절 및 팔꿈치 관절을 중심으로 회전이 가능한데, 어깨 관절의 경우 거의 위치의 이동 없이 제자리에서 관절의 회전만이 발생하는 것이 어느 정도 가능하나, 팔꿈치 관절의 경우는 어깨 관절을 움직이게 되면 자연스레 따라서 움직이게 되므로 회전의 중심이 이동하게 된다. 이렇게 되는 경우에는 입력부(300)의 각도 측정이 어긋날 수 있으며 정확한 움직임 검출이 어렵게 된다.That is, the present invention is capable of rotating around the shoulder joint and elbow joint with two degrees of freedom, but in the case of the shoulder joint, it is possible to some extent that only the rotation of the joint occurs in place without moving the position of the elbow joint. In the case of moving the shoulder joint will naturally move along the center of rotation will move. In this case, angle measurement of the input unit 300 may be misaligned, and accurate motion detection may be difficult.

그러므로, 건측 팔(20)에 구비되는 입력부(300)가 손에 하나만 구비되는 경우에는 어깨 관절 운동 또는 팔꿈치 관절 운동 중 어느 하나의 운동만을 하는 경우에만 정확한 움직임 검출이 가능하게 되므로 본 발명의 활용이 제한될 수 있다.Therefore, when only one input unit 300 provided in the arm side 20 is provided in the hand, accurate movement detection is possible only when one of the shoulder joint movement or the elbow joint movement is possible. May be limited.

그러므로, 본 발명에서는, 상기 입력부(300)는 사용자의 건측 팔(20)의 팔꿈치 및 손에 각각 장착되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 입력부(300)가 팔꿈치 및 손에 각각 구비되면 어깨 관절 운동 및 팔꿈치 관절 운동을 병행하면서 팔꿈치의 위치가 변화되더라도 그 움직임 정보도 검출하여 제어부로 전송하게 되며 이는 손에 장착된 입력부(300)에서 전송된 정보와 결합하여 건측 팔(20)의 정확한 움직임을 검출하는 것이 가능하게 된다.Therefore, in the present invention, the input unit 300 is preferably mounted on the elbow and hand of the user's key arm 20, respectively. That is, when the input unit 300 is provided on the elbow and the hand, even when the position of the elbow changes in parallel with the shoulder joint movement and the elbow joint movement, the motion information is also detected and transmitted to the control unit. In conjunction with the information transmitted in the) it is possible to detect the correct movement of the arm on the side (20).

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 물론이다.As described above, although the present invention has been described by way of limited embodiments and drawings, the present invention is not limited thereto and is intended by those skilled in the art to which the present invention pertains. Of course, various modifications and variations are possible within the scope of equivalents of the claims to be described.

도 1은 본 발명을 장착한 사용자의 모습을 나타내는 사시도이고,1 is a perspective view showing the appearance of a user equipped with the present invention,

도 2는 본 발명을 구성을 보여주는 측면도이며,2 is a side view showing the configuration of the present invention,

도 3은 본 발명이 작동되는 원리를 보여주는 시스템도이다.3 is a system diagram showing the principle of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 기호의 설명><Explanation of Symbols for Main Parts of the Drawings>

θ1,θ2 : 회전각 센서(125a, 135a)에서 측정된 회전각θ 1 , θ 2 : Rotation angle measured by the rotation angle sensors 125a and 135a

10 : 환측 팔 11 : 상박10: affected arm 11: upper arm

12 : 하박 20 : 건측 팔12: Habakku 20: healthy side arm

100 : 기구부 110 : 지지대100: mechanism 110: support

120 : 고정프레임 125 : 제1회전연결부120: fixed frame 125: first rotational connection

125a : 회전각센서 130 : 상박프레임125a: rotation angle sensor 130: upper arm frame

135 : 제2회전연결부 135a : 회전각센서135: second rotation connecting portion 135a: rotation angle sensor

140 : 하박프레임 150 : 제1공압근육부140: Habakkuk frame 150: the first pneumatic muscle

151 : 풀리 152 : 공압근육151: pulley 152: pneumatic muscle

153 : 케이블 160 : 제2공압근육부153: cable 160: second pneumatic muscle

161 : 풀리 162 : 공압근육161: pulley 162: pneumatic muscle

163 : 케이블 170 : 손잡이부163 cable 170 handle portion

180 : 상박커프 190 : 하박커프180: upper cuff 190: lower cuff

200 : 제어부 300 : 입력부200: control unit 300: input unit

310 : 가속도 센서310: acceleration sensor

Claims (11)

사용자의 환측 팔(10)에 장착되어 팔이 어깨관절 및 팔꿈치관절을 중심으로 굽히거나 펴지게 할 수 있도록 근력을 보조하도록 동작되는 기구부(100);Mechanism unit (100) mounted to the user's annular arm (10) is operated to assist the muscle strength to bend or stretch the arm around the shoulder and elbow joints; 상기 기구부(100)의 움직임을 제어하는 제어부(200);A control unit 200 for controlling the movement of the mechanism unit 100; 사용자의 건측 팔(20)에 장착되어 상기 건측 팔(20)의 움직임을 감지하여 이를 상기 제어부(200)로 전송하여 상기 환측 팔(10)이 건측 팔(20)을 따라 움직일 수 있도록 하는 입력부(300);를 포함하여 구성되는 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구.An input unit mounted on a user's side arm 20 to detect movement of the side arm 20 and transmitting it to the controller 200 to allow the annular arm 10 to move along the side arm 20 ( 300); both arms rehabilitation exercise equipment using pneumatic muscles configured to include. 제1항에 있어서, 상기 기구부(100)는,The method of claim 1, wherein the mechanism part 100, 지지대(110);Support 110; 상기 지지대(110)의 상단 일측에 일단이 고정되는 고정프레임(120);A fixing frame 120 having one end fixed to one side of the upper end of the support 110; 상기 고정프레임(120)의 타단에 제1회전연결부(125)에 의해 일단이 연결되는 상박프레임(130);Upper and lower frames 130, one end of which is connected to the other end of the fixed frame 120 by a first rotary connector 125; 상기 상박프레임(130)의 타단에 제2회전연결부(135)에 의해 일단이 연결되는 하박프레임(140);A lower thin frame 140 having one end connected to the other end of the upper thin frame 130 by a second rotary connector 135; 상기 고정프레임(120)에 구비되어 상기 제어부(200)의 신호에 따라 수축과 이완 작용에 의해 상기 상박프레임(130)을 상기 제1회전연결부(125)를 중심으로 회전운동시키는 제1공압근육부(150);The first pneumatic muscle portion provided in the fixed frame 120 to rotate the upper and lower frame 130 around the first rotary connection portion 125 by the contraction and relaxation action according to the signal of the control unit 200 150; 상기 상박프레임(130)에 구비되어 상기 제어부(200)의 신호에 따라 수축과 이완 작용에 의해 상기 하박프레임(140)을 상기 제2회전연결부(135)를 중심으로 회전운동시키는 제2공압근육부(160);The second pneumatic muscle portion provided in the upper and lower frame 130 to rotate the lower thin frame 140 about the second rotary connection portion 135 by the contraction and relaxation action according to the signal of the control unit 200 160; 상기 상박프레임(130)에 구비되어 환측 팔(10)의 상박(11)을 상박프레임(130)에 고정시키는 상박커프(180);An upper arm cuff 180 provided on the upper arm frame 130 to fix the upper arm 11 of the annular arm 10 to the upper arm frame 130; 상기 하박프레임(140)에 구비되어 환측 팔(10)의 하박(12)을 하박프레임(140)에 고정시키는 하박커프(190);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구.The lower arm frame 140 is provided with a lower arm cuff 190 to fix the lower arm 12 of the annular arm 10 to the lower arm frame 140; Instrument. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 하박프레임(140)의 타단에는 손잡이부(170)를 추가로 구비하는 것을 특징으로 하는 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구.The other end of the lower frame 140, both arms rehabilitation exercise equipment using pneumatic muscles, characterized in that it further comprises a handle 170. 제2항에 있어서, The method of claim 2, 상기 제1공압근육부(150)는, 상기 제1회전연결부(125)에 구비되는 풀리(151)와, 일단이 상기 지지대(110)에 고정된 상태로 상기 고정프레임(120)의 상하에 쌍 으로 구비되는 공압근육(152)과, 상기 한 쌍의 공압근육(152)의 타단을 상호 연결하면서 상기 풀리(151)에 감기는 케이블(153)을 포함하여 구성되어 상기 한 쌍의 공압근육(152)의 수축과 이완의 상호작용에 의해 상기 상박프레임(130)을 회전시키고,The first pneumatic muscle portion 150, the pulley 151 provided in the first rotary connection portion 125, and the upper and lower pairs of the fixed frame 120 in one end is fixed to the support 110 The pair of pneumatic muscles 152 and the pair of pneumatic muscles 152 are configured to include a cable 153 wound on the pulley 151 while interconnecting the other end of the pair of pneumatic muscles 152. Rotation of the upper frame 130 by the interaction of the contraction and relaxation of the), 상기 제2공압근육부(160)는, 상기 제2회전연결부(135)에 구비되는 풀리(161)와, 일단이 상기 제1회전연결부(125)에 인접하는 상박프레임(130)에 고정된 상태로 상기 상박프레임(130)의 상하에 쌍으로 구비되는 공압근육(162)과, 상기 한 쌍의 공압근육(162)의 타단을 상호 연결하면서 상기 풀리(161)에 감기는 케이블(163)을 포함하여 구성되어 상기 한 쌍의 공압근육(162)의 수축과 이완의 상호작용에 의해 상기 하박프레임(140)을 회전시키는 것을 특징으로 하는 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구.The second pneumatic muscle portion 160, the pulley 161 is provided on the second rotary connecting portion 135, and one end is fixed to the upper arm frame 130 adjacent to the first rotary connecting portion 125 Pneumatic muscle 162 provided in a pair above and below the upper and lower frame 130, and the cable 163 wound on the pulley 161 while interconnecting the other end of the pair of pneumatic muscle 162 Is configured to rotate the lower frame 140 by the interaction of the contraction and relaxation of the pair of pneumatic muscles (162) using both pneumatic muscles rehabilitation exercise device. 제4항에 있어서,5. The method of claim 4, 상기 쌍으로 구비되는 공압근육(152 또는 162) 중 어느 하나는 각각 스프링(미도시)으로 치환되어 상기 공압근육(152 또는 162)과 스프링(미도시)의 수축과 이완의 상호작용에 의해 상박프레임(130) 또는 하박프레임(140)을 회전시키는 것을 특징으로 하는 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구.One of the pneumatic muscles 152 or 162 provided in the pair is replaced by a spring (not shown), respectively, and the upper and lower frames by the interaction between the contraction and relaxation of the pneumatic muscles 152 or 162 and the springs (not shown). 130 or the arm rehabilitation exercise device using pneumatic muscles, characterized in that for rotating the lower frame (140). 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 상박프레임(130)은 길이 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구.The upper arm frame 130 is a two-arm rehabilitation exercise device using pneumatic muscle, characterized in that the length is adjustable. 제2항에 있어서,The method of claim 2, 상기 지지대(110)는 높이 조절이 가능한 것을 특징으로 하는 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구.The support 110 is a two-arm rehabilitation exercise device using pneumatic muscle, characterized in that the height can be adjusted. 제1항에 있어서, 상기 제어부(200)의 상기 기구부(100)의 움직임 제어는,According to claim 1, Movement control of the mechanism unit 100 of the control unit 200, 상기 제1회전연결부(125) 및 제2회전연결부(135)에 구비된 회전각센서(125a, 135a)에서 측정된 회전각(θ1, θ2)과 상기 입력부(300)로부터 수신된 건측 팔(20)의 어깨 및 팔꿈치 관절의 회전각을 비교하여 그 오차를 이용하는 비례미분제어(Proportional-Derivative control) 또는 비례적분미분제어(Proportional-Integral-Derivative control) 방식을 이용하여 얻어진 값에 따라 일정량의 공기압을 제1,2공압근육부(150, 160)에 가해주는 것을 특징으로 하는 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구.Rotation angles θ 1 and θ 2 measured by the rotation angle sensors 125a and 135a provided in the first and second rotational connectors 125 and 135, and the arm on the front side received from the input unit 300. Compare the angles of rotation of the shoulder and elbow joints of (20) and use a certain amount of proportional differential control (Proportional-Derivative control) or proportional integral control (Proportional-Integral-Derivative control) method. Both arms rehabilitation exercise equipment using pneumatic muscles, characterized in that to apply the air pressure to the first and second pneumatic muscles (150, 160). 제8항에 있어서,The method of claim 8, 상기 회전각센서(125a, 135a)는 인코더(encoder) 또는 전위차계(potentiometer)인 것을 특징으로 하는 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구.The rotation angle sensor (125a, 135a) is an arm (encoder) or potentiometer (potentiometer) characterized in that both arms rehabilitation exercise mechanism using the pneumatic muscle. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 입력부(300)는 사용자의 건측 팔(20)의 팔꿈치 및 손에 각각 장착되는 것을 특징으로 하는 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구.The input unit 300 is a two-arm rehabilitation exercise device using pneumatic muscles, characterized in that mounted on the elbows and hands of the user's dry arm 20, respectively. 제1항에 있어서, 상기 입력부(300)에서 사용자의 건측 팔(20)의 움직임 감지는,According to claim 1, The input unit 300, the movement detection of the user's arm side 20, 건측 팔(20) 운동의 속도 및 궤적을 감지하는 가속도 센서(310)에 의하는 것을 특징으로 하는 공압근육을 이용한 양팔 재활 운동 기구.Two arms rehabilitation exercise equipment using pneumatic muscles, characterized in that by the acceleration sensor 310 for detecting the speed and the trajectory of the movement of the healthy arm (20).
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