KR20120130974A - Gripper apparatus for wearable robot - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 로봇용 그리퍼 장치에 관한 것으로서, 하나의 구동기에 의해 그리핑 동작을 수행함은 물론, 대상물의 형상에 따라 적응적으로 변형되어 대상물을 더욱 안적하게 파지할 수 있도록 개선된 구조를 가지는 착용 로봇용 그리퍼 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a gripper device for a robot, wearable robot having an improved structure to perform the gripping operation by one driver, as well as adaptively deformed according to the shape of the object to grip the object more stably. A gripper device for
착용 로봇용 그리퍼 장치는 마비환자의 재활치료, 또는 산업 현장에서의 근력 보조를 위하여 널리 이용되고 있다.The gripper device for a wearable robot is widely used for rehabilitation of paralyzed patients or muscle strength assistance in an industrial field.
예를 들어 대한민국 공개특허공보 제2011-0027447호에는 뇌졸중으로 인한 편마비 환자의 환측 손의 굽힘근의 운동범위를 점차적으로 증가시켜 스트레칭이 가능하도록 하며, 무엇보다도 손의 기능상 가장 중요한 검지손가락의 독립적인 훈련이 가능하도록 설계하여 치료 효과를 높이며, 손의 폄과 굽힘 동작 구조를 고려하여 폄동작시 사용자의 손이 로봇 기구부에서 벗어나지 않도록한 착용형 상지재활훈련로봇을 제공한다.For example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 2011-0027447 allows for stretching by gradually increasing the range of motion of the flexion muscles of the affected hand of a hemiplegic patient due to stroke, and above all, independent of the most important index finger in the function of the hand. Designed to be able to train to increase the therapeutic effect, considering the hand and bending motion structure of the hand provides a wearable upper limb rehabilitation training robot that does not allow the user's hand to escape from the robot mechanism during the motion.
그러나 상기 공개특허공보 제2011-00027447호의 상지재활훈련로봇의 경우 중말절골파트가 일체로 형성되어 대상물에 따른 적응적 파지 기능이 적절히 수행되지 않는 문제를 가질 수 있다.However, the upper limb rehabilitation training robot of the Patent Publication No. 2011-00027447 may have a problem that the middle end fracture part is integrally formed so that the adaptive gripping function according to the object is not properly performed.
또한, 상지재활훈련로봇의 파지 또는 펼침 동작을 수행하기 위하여 와이어에 연결되는 액츄에이터와 기절골파트에 연결핀에 의해 연결되는 액츄에이터 등의 2개의 액츄에이터, 와이어 등의 많은 부품 수를 가지게 되므로, 그 제작이 복잡하고, 파지 작용의 효율이 저하될 수 있는 다른 문제점을 가진다.In addition, in order to perform the gripping or unfolding operation of the upper limb rehabilitation robot, it will have a large number of parts, such as two actuators, such as an actuator connected to a wire and an actuator connected by a connecting pin to a stunned bone part, and thus the manufacture This is complicated and has another problem that the efficiency of gripping action may be lowered.
이러한 상황은 재활을 목적으로 하지 않고 근력을 보강시키기 위해 착용하여 수행하는 다수의 로봇형의 손 또는 그리퍼에 모두 동일하게 발생할 수 있다.
This situation can equally occur for many robotic hands or grippers that are worn and performed to reinforce muscle strength without the purpose of rehabilitation.
따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 착용에 의해 사용되어 작업자 또는 환자의 근력을 보조하며, 대상물의 외형에 따라 적응적으로 파지 기능을 수행할 수 있도록 개선된 구조를 가지는 착용 로봇용 그리퍼장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention is to solve the problems of the prior art described above, is used by the wearer to assist the muscle strength of the operator or patient, and has an improved structure to adaptively perform the gripping function according to the appearance of the object An object of the present invention is to provide a gripper device for a wearable robot.
또한, 본 발명은 사용자 또는 작업자의 의도에 따라 용이하게 파지를 위한 그립 동작과 펼침 동작을 용이하게 수행할 수 있도록 하는 착용 로봇용 그리퍼장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.In addition, another object of the present invention is to provide a gripper device for a wearable robot that can easily perform a grip operation and an unfolding operation for gripping according to a user's or operator's intention.
또한, 본 발명은 하나의 구동부에 의해 그립 또는 펼침 동작을 수행하도록 구조가 개선된 착용 로봇용 그리퍼장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
In addition, another object of the present invention is to provide a gripper device for a wear robot whose structure is improved to perform a grip or unfolding operation by one driving unit.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 착용 로봇용 그리퍼장치는, 서로 회전 가능하게 결합되는 핑거말절골부와 핑거중절골부와 핑거기절골부와, 상기 핑거말절골부와 핑거중절골부와 핑거기절골부들을 그립 운동을 위해 말리거나 펼침 운동을 위해 펼치는 동작을 수행하도록 장착되는 핑거부구동암부를 구비한 핑거부;와, 서로 회전 가능하게 결합는 엄지말절골부와 엄지중절골부와 엄지기절골부와, 상기 엄지말절골부와 엄지중절골부와 엄지기절골부들을 그립 운동을 위해 말리거나 펼침 운동을 위해 펼치는 동작을 수행하도록 엄지부에 장착되는 엄지부구동암부를 구비한 엄지부;와, 상기 핑거부와 엄지부의 사이에서 핑거부와 엄지부가 회전 가능하게 연결하는 손걸이부;와, 상기 핑거부구동암부와 상기 엄지부구동암부와 연동하도록 상기 손걸이부에 장착되어, 모터의 회전 방향에 따라 핑거부와 엄지부를 그립 또는 펼침 작용되도록 하는 동력을 제공하는 구동부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
The gripper device for a wearable robot of the present invention for achieving the above object is a finger end fracture portion and finger joint fracture portion and finger fracture fracture portion rotatably coupled to each other, the finger fracture fracture portion and finger fracture fracture portion and finger fracture Finger portion having a finger portion driving arm is mounted to perform the operation for rolling or expanding the bones for the grip movement; and the thumb joint and rotatable joint joint and rotatable thumb joints And a thumb having a thumb driving arm mounted on the thumb to perform the operation of curling or expanding the thumb for the thumb fracture and the thumb fracture and the forearm fracture. A hand part for rotatably connecting the finger part and the thumb part between the finger part and the thumb part; and the hand part to interlock with the finger part driving arm part and the thumb driving arm part. And a driving part mounted on the tooth part and providing a power to grip or spread the finger part and the thumb part in accordance with the rotational direction of the motor.
상기 핑거말절골부 또는 상기 엄지말절골부는, 내부에 상기 구동부의 그립 또는 펼침 구동을 스위칭하는 스위치부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
The fingertip fracture portion or the thumb fracture portion may be configured to further include a switch unit for switching the grip or unfolding drive of the drive therein.
상기 핑거부는 검지, 중지, 약지, 소지가 일체로 삽입되도록 결합 구성되는 것을 특징으로 한다.
The finger portion is characterized in that the index finger, middle finger, ring finger, holding the body is integrally inserted.
상기 핑거부구동암부는, 일측은 폭이 좁고 타측은 폭은 넓게 형성되어 폭이 좁은 측이 핑거기절골부와 핑거중절골부의 회전 가능하게 결합되는 위치에 핑기부제3힌지를 형성하며 힌지 결합되는 핑거부연결브라켓;과, 일단부가 구동부의 핑거부구동기어에 축으로부터 일정 거리 이격되어 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 핑거부연결브라켓의 상단부에서 핑거부구동기어 측으로 치우친 위치에 핑거부제2힌지를 형성하며 힌지 결합되는 제1핑거부구동암;과, 일단부는 핑거말절골부 측에 위치한 핑거부연결브라켓의 상부에 핑거부제3힌지를 형성하며 힌지 결합되고, 타단부는 핑거말절골부의 일 측면에 힌지 결합되는 제2핑거부구동암;을 포함하여 구성될 수 있다.
The finger portion driving arm portion, the width of one side is narrow and the other side is formed wide, the narrow side is a hinge hinge coupled to form a third hinge at the position that is rotatably coupled to the finger joint fracture and the finger middle fracture Finger portion connecting bracket; and one end portion is rotatably coupled to the finger portion driving gear at a predetermined distance from the shaft, and the other end of the finger portion second hinge in the position biased toward the finger portion driving gear side from the upper end of the finger portion connecting bracket The first finger driving arm is hinged to form a; and one end is hinged to form a third finger hinge on the upper portion of the finger connecting bracket located on the finger end fracture side, the other end is one side of the finger end fracture It may be configured to include; a second finger driving arm hinged to.
상기 엄지부구동암부는, 일측은 폭이 좁고 타측은 폭은 넓게 형성되어 폭이 좁은 측이 엄지기절골부와 엄지중절골부의 회전 가능하게 결합되는 위치에 엄지부제3힌지를 형성하며 힌지 결합되는 엄지부연결브라켓;과, 일단부가 구동부의 엄지부구동기어에 축으로부터 일정 거리 이격되어 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 엄지부연결브라켓의 상단부에서 엄지부구동기어 측으로 치우친 위치에 엄지부제2힌지를 형성하며 힌지 결합되는 제1엄지부구동암;과, 일단부는 엄지말절골부 측에 위치한 엄지부연결브라켓의 상부에 엄지부제3힌지를 형성하며 힌지 결합되고, 타단부는 엄지말절골부의 일 측면에 힌지 결합되는 제2엄지부구동암;을 포함하여 구성될 수 있다.
The thumb drive arm portion, the width of one side is narrow and the other side is formed wide width narrow thumb is formed in the position where the hinge joint and the thumb middle joint rotatably coupled to the third hinge hinge hinge And a second connecting bracket at a position where one end is rotatably coupled to the thumb drive gear of the driving part at a distance from the shaft, and the other end is biased toward the thumb drive gear at the upper end of the thumb connecting bracket. A first thumb drive arm that is hinged to form; and one end is hinged to form a third hinge on the upper portion of the thumb connection bracket located on the side of the thumb fracture, and the other end is connected to one side of the thumb fracture. It may be configured to include; hinge-driven second thumb drive arm.
상기 구동부는, 모터구동기어가 축결합되어 상기 손걸이부에 장착되는 모터;와, 상기 핑거부의 일측에 결합된 후 모터구동기어에 의해 회전되는 핑거부구동기어;와, 상기 모터구동기어에 의해 회전되는 엄지부보조기어;와, 상기 엄지부의 일 측에 결합된 후 엄지부보조기어에 의해 회전되는 엄지부구동기어;를 포함하며, 상기 핑거부구동기어는 제1핑거부구동암의 단부가 축으로부터 일정 거리 이격된 위치에 회전 가능하게 결합되고, 상기 엄지부구동기어는 제1엄지부구동암의 단부가 축으로부터 일정 거리 이격된 위치에 회전 가능하게 결합되도록 구성될 수 있다.
The driving unit, a motor driving gear is coupled to the shaft coupled to the hand-held portion; and a finger portion driving gear that is rotated by a motor driving gear after being coupled to one side of the finger portion; and by the motor driving gear And a thumb drive gear which is rotated by a thumb auxiliary gear after being coupled to one side of the thumb, wherein the thumb drive gear has an end of the first finger driving arm. It is rotatably coupled to a position spaced apart from the thumb drive gear may be configured such that the end of the first thumb drive arm is rotatably coupled to a position spaced a certain distance from the shaft.
상술한 구성을 가지는 본 발명은, 핑거부와 엄지부가 삼단 절첩 식으로 결합되어 대상물의 외형에 따른 적응적으로 파지 기능을 제공하는 것에 의해 파지의 안전성을 향상시키는 효과를 제공한다.According to the present invention having the above-described configuration, the finger portion and the thumb portion are combined in a three-stage folding manner to provide an effect of improving the safety of the gripping by providing an adaptive gripping function according to the appearance of the object.
또한, 본 발명은 핑거부말절골부 또는 엄지말절골부의 내부에 장착되는 스위치부에 의해 사용자 또는 작업자가 용이하게 파지 동작을 제어할 수 있도록 하는 것에 의해 그리퍼장치의 파지를 위한 동작 제어를 현저히 용이하게 하는 효과를 제공한다.In addition, the present invention is remarkably easy to control the operation of the gripper device by allowing the user or operator to easily control the gripping operation by the switch unit mounted inside the fingertip fracture fracture portion or thumb fracture fracture portion To provide the effect.
또한, 본 발명은 하나의 구동부에 의해 그립 또는 펼침 동작을 수행하게 되므로, 구조가 간소화되고, 제작이 용이하며, 제작비용을 절감시키는 효과를 제공한다.
In addition, the present invention is to perform the grip or unfolding operation by one drive unit, the structure is simplified, easy to manufacture, and provides the effect of reducing the manufacturing cost.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 착용 로봇용 그리퍼장치(100)의 사시도,
도 2는 스위치부(12)의 장착 구조를 나타내기 위한 핑거말절골부(11)의 내부 사시도,
도 3은 그립상태를 나타내는 도 1의 그리퍼장치의 사시도,
도 4는 펼침상태를 나타내는 도 1의 그리퍼장치의 사시도이다.1 is a perspective view of a gripper device 100 for a wear robot according to an embodiment of the present invention;
2 is an internal perspective view of the
3 is a perspective view of the gripper device of FIG. 1 showing a grip state;
4 is a perspective view of the gripper device of FIG. 1 showing an unfolded state.
이하, 본 발명의 실시예를 나타내는 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings showing embodiments of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 착용 로봇용 그리퍼장치(100)의 사시도이고, 도 2는 스위치부(12)의 장착 구조를 나타내기 위한 핑거말절골부(11)의 내부 사시도이다.1 is a perspective view of a gripper device 100 for a wear robot according to an exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an internal perspective view of a
도 1과 같이, 상기 그리퍼장치(100)는 3단으로 절첩되는 핑거부(10)와 엄지부(20), 손걸이부(30)와, 상기 핑거부(10)와 엄지부(20)의 연결부위에 장착되어 핑거부(10)와 엄지부(20)의 그립 또는 펼침 운동을 위한 구동력을 제공하는 구동부(40)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 1, the gripper device 100 includes a
상기 핑거부(10)는 핑거말절골부(11), 핑거중절골부(13), 핑거기절골부(15), 핑거말절골부(11)와 핑거중절골부(13)와 핑거기절골부(15)를 그립 또는 펼침을 위해 굴곡 시키거나 펼침 기능을 수행하도록 연결하는 제1핑거부구동암(51)과 핑거부연결브라켓(53) 및 제2핑거부구동암(55)을 포함하는 핑거부구동암부(50)를 포함하여 구성된다.The
상기 핑거말절골부(11)는 검지, 중지, 약지, 소지의 말절골부가 삽입될 수 있도록 일측은 개방되고 종단부는 차폐된 통형으로 구성된다.The
또한, 도 2와 같이 상기 핑거말절골부(11)의 내부의 손가락의 지문부위가 부착되는 저면과 손톱부위가 부착되는 상부면에는 스위치부(12)가 각각 부착된다. 이에 의해 상기 스위치부(12)의 어느 하나를 접촉시키는 것에 의해 그리퍼장치(100)의 그립과 펼침 동작을 수행하도록 모터(41)의 구동을 제어할 수 있다.In addition, as shown in FIG. 2, the
상기 스위치부(12)는 압전센서, 근전도센서, 접촉식 동작을 수행하는 스위치의 형태로 제작된다. 또한 상기 스위치부(12)는 상술한 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 바닥에만 또는 핑거말절골부(11)의 내부 상부면에만 부착되도록 구성될 수도 있다. 이 경우 압전센서나 근전도 센서로 구성되는 경우에는 기 설정된 시간 내의 접촉되는 횟수에 의해 그립 또는 펼침 기능을 수행하도록 모터(41)를 구동시키게 된다. 또한, 상기 스위치부(12)는 두 개의 스위치를 구비하여 어느 하나의 스위치는 그립 동작을 어느 하나의 스위치는 펼침 동작을 수행하도록 구성될 수 있는 등 다양하게 변형 실시될 수 있다.The
또한 상기 스위치부(12)는 엄지말절골부(21)의 내측에 형성될 수도 있다.In addition, the
핑거중절골부(13)와 검지, 중지, 약지, 소지의 중절골부의 손바닥면이 부착되는 바닥판과, 바닥판의 양측으로 검지와 소지를 감싸면서 검지와 소지의 손가락 등면을 감싸도록 절곡 형성되는 구조를 가진다.Finger joints (13) and the index finger, middle finger, ring finger, the bottom plate is attached to the palm surface of the middle bone of the base, and bent to wrap the index finger and the base of the index finger and the base while holding the index finger and both sides of the base plate It has a structure.
핑거기절골부(15) 또한 검지, 중지, 약지, 소지의 기절골부의 손바닥면이 부착되는 바닥판과, 바닥판의 양측으로 검지와 소지를 감싸면서 검지와 소지의 손가락 등면을 감싸도록 절곡 형성되는 구조를 가진다.
상기 핑거부구동암부(50)의 핑거부연결브라켓(53)은 하단부가 좁고 상단부가 넓은 폭을 가지도록 형성된다. 첨부 도면의 경우에는 삼각형 상의 브라켓 형상으로 도시되어 있으나 이에 한정되지 않고 하부가 좁고 상부가 넓은 형상을 가지는 브라켓이면 된다.The
그리고 상기 제1핑거구동암(51)과 제2핑거부구동암(55)은 바형으로 형성된다.
The first
상술한 구성을 가지는 핑거말절골부(11)와 핑거중절골부(13)와 핑거기절골부(15)는 서로 연결되는 저면의 서로 접촉되는 모서리에서 도면에는 도시하지 않았으나 회전 가능하게 힌지 결합된다. 이 경우 상기 힌지결합을 위한 힌지브라켓(미도시)은 파지되는 대상물의 파지 작용을 방해하지 않도록 핑거말절골부(11)와 핑거중절골부(13)와 핑거기절골부(15)의 엄지부(20)와 대향하는 방향으로 돌출되지 않도록 형성되어야 한다. Although not shown in the drawing, the fingertip fractured
상술한 바와 같이 핑거말절골부(11)와 핑거중절골부(13)와 핑거기절골부(15)가 서로 연결 결합된 후에는 핑거부구동암부(50)의 핑거연결브라켓(53)이 폭이 좁은 하부가 핑거중절골부(13)와 핑거기절골부(15)의 힌지 결합된 축에 핑거부제1힌지(53a)를 형성하며 힌지 결합된다.As described above, after the finger
상기 핑거부구동암부(50)의 제1핑거부구동암(51)은 일단부가 핑거부구동기어(45)에 핑거부구동기어(45)의 축으로부터 일정 거리 이격되는 캠 형태로 결합되고, 타단부는 핑거부연결브라켓(53)의 상단부에서 핑거부구동기어(45) 측으로 치우친 위치에 핑거부제2힌지(53b)를 형성하며 힌지 결합된다.The first
상기 핑거부구동암부(50)의 제2핑거부구동암(55)은 일단부는 핑거부연결브라켓(53)의 핑거말절골부(11) 측에 위치한 핑거연결브라켓(53)의 상부에 핑거부제3힌지(53c)를 형성하며 힌지 결합되고, 타단부는 핑거말절골부(11)의 일 측면에 힌지 결합된다.
The second
상기 엄지부(20) 또한 엄지말절골부(21), 엄지중절골부(23), 엄지기절골부(25), 엄지말절골부(21)와 엄지중절골부(23)와 엄지기절골부(25)를 그립 또는 펼침을 위해 굴곡 시키거나 펼칠 수 있도록 연결하는 제1엄지부지구동암(61)과 엄지부연결브라켓(63) 및 제2엄지부구동암(65)을 포함하는 엄지부구동암부(60)를 포함하여 구성된다.The
엄지말절골부(21)는 엄지의 말절골부가 삽입될 수 있도록 일 측은 개방되고 종단부는 차폐된 통형으로 구성된다.The
엄지중절골부(23)와 엄지 중절골부의 바닥면이 부착되는 바닥판과, 바닥판의 양측으로 엄지 양측을 감싸면서 엄지의 등면을 감싸도록 절곡 형성되는 구조를 가진다.The thumb plate has a structure that is bent to surround the back surface of the thumb while surrounding the both sides of the thumb and the bottom plate attached to the middle of the
엄지기절골부(25) 또한 엄지의 기절골부의 바닥면이 부착되는 바닥판과, 바닥판의 양측으로 엄지를 감싸면서 엄지 등면을 감싸도록 절곡 형성되는 구조를 가진다.
상기 엄지부구동암부(60)의 엄지부연결브라켓(63)이 하단부가 좁고 상단부가 넓은 폭을 가지도록 형성된다. 첨부 도면의 경우에는 삼각형 상의 브라켓 형상으로 도시되어 있으나 이에 한정되지 않고 하부가 좁고 상부가 넓은 형상을 가지는 브라켓이면 된다. The
그리고 상기 제1엄지부구동암(61)과 제2핑거부구동암(65)은 바형으로 형성된다.
The first
상술한 구성을 가지는 엄지말절골부(21)와 엄지중절골부(23)와 엄지기절골부(25)는 서로 연결되는 저면의 서로 접촉되는 모서리에서 도면에는 도시하지 않았으나 회전 가능하게 힌지 결합된다. 이 경우 상기 힌지결합을 위한 힌지브라켓(미도시)은 파지되는 대상물의 파지 작용을 방해하지 않도록 엄지말절골부(21)와 엄지중절골부(23)와 엄지기절골부(25)에서 핑거부(10)와 대향하는 방향으로 돌출되지 않도록 형성되어야 한다.
상술한 바와 같이 엄지말절골부(21)와 엄지중절골부(23)와 엄지기절골부(25)가 서로 연결 결합된 후에는 엄지부구동암부(60)의 엄지부연결브라켓(63)이 폭이 좁은 하부가 엄지중절골부(23)와 엄지기절골부(25)의 힌지 결합된 축에 엄지부제1힌지(63a)를 형성하며 힌지 결합된다.As described above, after the thumb
상기 엄지부구동암부(60)의 제제1엄지부구동암(61)은 일단부가 엄지부구동기어(48)에 엄지부구동기어(48)의 축으로부터 일정 거리 이격되는 캠 형태로 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 엄지부연결브라켓(63)의 상단부에서 엄지부구동기어(48) 측으로 치우친 위치에 엄지부제2힌지(63b)를 형성하며 힌지 결합된다.The first
상기 엄지부구동암부(60)의 제2엄지부구동암(65)은 일단부는 엄지부연결브라켓(63)의 엄지말절골부(21) 측에 위치한 엄지부연결브라켓(63)의 상부에 엄지부제3힌지(63c)를 형성하며 힌지 결합되고, 타단부는 엄지말절골부(21)의 일측면에 힌지 결합된다.
The second
상기 손걸이부(30)는 손바닥면이 밀착되는 바닥판과 바닥판의 양측으로 수직으로 돌출된 후 상부에서 손등면을 감싸도록 절곡되도록 형성된다. 상기 구성의 손걸이부(30)의 핑거기절골부(15)와 인접되는 위치의 바닥판의 모서리는 핑거부(10)의 핑거기절골부(15)의 손바닥과 인접된 저면에 회전 가능하게 힌지 결합된다. 상기 구성의 손걸이부(30)의 엄지기절골부(25)와 인접되는 위치의 바닥판의 모서리는 엄지부(20)의 엄지기절골부(25)의 손바닥과 인접된 저면에 회전 가능하게 힌지 결합된다.
The hand-held
상기 구동부(40)는 모터(41), 모터구동기어(41), 핑거부구동기어(45), 엄지부보조기어(47), 엄지부구동기어(48)를 포함하여 구성된다.The driving
모터(41)는 손걸이부(30)의 핑거부(10)와 엄지부(20)의 사이 영역을 향하는 면에 설치된다. 모터구동기어(41)는 모터(41)의 축에 축결합되고, 핑거부구동기어(45)는 모터구동기어(41)와 치합된 상태로 핑거기절골부(15)의 손바닥과 마주하는 측에 힌지 결합된다. 엄지부보조기어(47)는 핑거부구동기어(45)와 이격되도록 모터구동기어(41)에 치합된 상태로 손걸이부(30)의 측면에 회전 가능하게 축결합된다. 엄지부구동기어(48)는 엄지부보조기어(47)와 치합된 상태로 엄지기절골부(25)의 측면에 회전 가능하게 축결합된다.The
모터(41)는 스위치부(12)와 신호선(미도시)에 의해 연결되어 사용자 또는 작업자의 스위칭 작용에 따라 대응하는 방향으로 회전하여 그립 또는 펼침 작용을 수행한다.
The
상술한 바와 같이 결합된 후 사용자 또는 작업자는 검지, 중지, 약지 및 소지를 핑거부(10)에 끼우고, 엄지는 엄지부(20)에 끼운 후, 손바닥은 손바닥걸이부(30)에 끼우는 것에 의해 그리퍼장치(100)를 착용한다.After being combined as described above, the user or worker inserts the index finger, middle finger, ring finger and the finger into the
이후, 사용자 또는 작업자는 스위치부(12)를 조작하는 것에 의해 모터(41)가 사용자 또는 작업자가 원하는 방향으로 회전하여 그립 또는 펼침 작용을 수행한다.
Thereafter, the user or the operator rotates the
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 상기 그리퍼장치(100)의 그립 및 펼침 동작 과정을 설명한다.Hereinafter, the grip and unfolding operation process of the gripper device 100 will be described with reference to FIGS. 3 and 4.
도 3은 그립상태를 나타내는 도 1의 그리퍼장치(100)의 사시도이고, 도 4는 펼침상태를 나타내는 도 1의 그리퍼장치(100)의 사시도이다.3 is a perspective view of the gripper device 100 of FIG. 1 showing a grip state, and FIG. 4 is a perspective view of the gripper device 100 of FIG. 1 showing an unfolded state.
먼저, 도 3을 참조하여 그리퍼장치(100)의 그립 작용을 설명하면, 사용자 또는 작업자가 핑거말절골부(11) 내부의 스위치부(12)를 그립 작용을 수행하도록 스위치하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 모터구동기어(41)가 시계방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 핑거부구동기어(45)는 반시계방향으로 회전하며, 엄지부보조기어(47)를 매개하여 치합된 엄지부구동기어(48)는 시계방향으로 회전하게 된다.First, the grip action of the gripper device 100 will be described with reference to FIG. 3. When a user or an operator switches the
핑거부구동기어(45)가 반시계방향으로 회전하면, 핑거부구동기어(45)가 모터구동기어(41)를 타고 반시계방향으로 이동하면서 핑거기절골부(15)가 핑거부구동기어(45)와 함께 반시계방향으로 회전된다. 이와 동시에 캠 결합된 제1핑거부구동암(51)이 핑거말절골부 측으로 위치 이동하면서 핑거부연결브라켓(53)을 핑거부제1힌지(53a)를 중심으로 반시계 방향으로 회전시킨다. 핑거부연결브라켓(53)이 핑거부제1힌지(53a)를 중심으로 회전되면, 핑거부제3힌지(53c)에 힌지 결합된 제2핑거부구동암(55)이 반시계방향으로 회전하며 좌측으로 위치 이동하여 핑거말절골부(11)를 핑거중절골부(13)에 대하여 반시계 방향으로 회전시키게 된다.When the
이와 같은 동작에 의해 전체 핑거부(10)가 위로 볼록한 곡면을 형성하며 말리면서 엄지부(20) 측으로 위치 이동된다.By this operation, the
이와 동시에, 엄지부구동기어(48)가 시계방향으로 회전하면, 엄지부구동기어(48)가 엄지부보조기어(47)를 타고 시계방향으로 이동하면서 엄지기절골부(25)가 엄지부구동기어(48)와 함께 시계방향으로 회전된다. 이와 동시에 캠 결합된 제1엄지부구동암(61)이 엄지말절골부 측으로 위치 이동하면서 엄지부연결브라켓(63)을 엄지부제1힌지(63a)를 중심으로 시계 방향으로 회전시킨다. 엄지부연결브라켓(63)이 엄지부제1힌지(63a)를 중심으로 시계 방향으로 회전되면, 엄지부제3힌지(63c)에 힌지 결합된 제2엄지부구동암(65)이 시계방향으로 회전하며 좌측으로 위치 이동하여 엄지말절골부(21)를 엄지중절골부(23)에 대하여 반시계 방향으로 회전시키게 된다.At the same time, when the
이와 같은 동작에 의해 전체 엄지부(20)가 아래로 볼록한 곡면을 형성하며 말리면서 핑거부(10) 측으로 위치 이동된다.By the above operation, the
상술한 바와 같이 핑거부(10)와 엄지부(20)가 곡면을 이루면서 서로 밀착되는 것에 의해 그립 작용이 수행된다.
As described above, the
다음으로, 도 4를 참조하여 펼침 작용을 수행한다.Next, an expanding operation is performed with reference to FIG. 4.
사용자 또는 작업자가 핑거말절골부(11) 내부의 스위치부(12)를 펼침 작용을 수행하도록 스위치하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 모터구동기어(41)가 반시계방향으로 회전하게 되고, 이에 따라 핑거부구동기어(45)는 시계방향으로 회전하며, 엄지부보조기어(47)를 매개하여 치합된 엄지부구동기어(48)는 반시계방향으로 회전하게 된다.When the user or the operator switches to perform the spreading operation of the
핑거부구동기어(45)가 시계방향으로 회전하면, 핑거부구동기어(45)가 모터구동기어(41)를 타고 시계방향으로 이동하면서 핑거기절골부(15)가 핑거부구동기어(45)와 함께 시계방향으로 회전된다. 이와 동시에 캠 결합된 제1핑거부구동암(51)이 손걸이부(30) 측으로 위치 이동하면서 핑거부연결브라켓(53)을 핑거부제1힌지(53a)를 중심으로 시계방향으로 회전시킨다. 핑거부연결브라켓(53)이 핑거부제1힌지(53a)를 중심으로 회전되면, 핑거부제3힌지(53c)에 힌지 결합된 제2핑거부구동암(55)이 시계방향으로 회전하며 우측으로 위치 이동하여 핑거말절골부(11)를 핑거중절골부(13)에 대하여 시계 방향으로 회전시키게 된다.When the
이와 같은 동작에 의해 전체 핑거부(10)가 위로 향하는 경사를 이루며 펼쳐지게 된다.By this operation, the
이와 동시에, 엄지부구동기어(48)가 반시계방향으로 회전하면, 엄지부구동기어(48)가 엄지부보조기어(47)를 타고 반시계방향으로 이동하면서 엄지기절골부(25)가 엄지부구동기어(48)와 함께 반시계방향으로 회전된다. 이와 동시에 캠 결합된 제1엄지부구동암(61)이 손걸이부(30) 측으로 위치 이동하면서 엄지부연결브라켓(63)을 엄지부제1힌지(63a)를 중심으로 반 시계방향으로 회전시킨다. 엄지부연결브라켓(63)이 엄지부제1힌지(63a)를 중심으로 반 시계방향으로 회전되면, 엄지부제3힌지(63c)에 힌지 결합된 제2엄지부구동암(65)이 반시계방향으로 회전하며 우측으로 위치 이동하여 엄지말절골부(21)를 엄지중절골부(23)에 대하여 시계 방향으로 회전시키게 된다.At the same time, when the
이와 같은 동작에 의해 전체 엄지부(20)가 아래로 향하는 경사를 이루며 펼쳐진다.By this operation, the
이에 따라 핑거부(10)와 엄지부(20)의 간격이 벌어져 그립 작용이 해제된다.
Accordingly, the gap between the
10: 핑거부, 12: 스위치부, 11: 핑거말절골부, 13: 핑거중절골부
15: 핑거기절골부, 20: 엄지부, 21: 엄지말절골부, 23: 엄지중절골부
25: 엄지기절골부, 30: 손걸이부, 40: 구동부, 41: 모터
43: 모터구동기어, 45: 핑거부구동기어, 47: 엄지부보조기어
48: 엄지부구동기어, 50: 핑거부구동암부, 51: 제1핑거부구동암부
53: 핑거부연결브라켓, 53a: 핑거부제1힌지, 53b: 핑거부제2힌지
53c: 핑거부제3힌지, 55: 제2핑거부구동암부, 60: 엄지부구동암부,
61: 제1엄지부구동암부, 63: 엄지부연결브라켓, 63a: 엄지부제1힌지
63b: 엄지부제2힌지, 63c: 엄지부제3힌지, 65: 제2엄지부구동암부
100: 그리퍼장치10: finger portion, 12: switch portion, 11: fingertip fracture portion, 13: finger fracture bone portion
15: finger fracture, 20: thumb, 21: thumb fracture, 23: thumb fracture
25: thumb fractured part, 30: hand-holding part, 40: driving part, 41: motor
43: motor drive gear, 45: finger drive gear, 47: thumb auxiliary gear
48: thumb drive gear, 50: finger drive arm, 51: first finger drive arm
53: finger connecting bracket, 53a: finger first hinge, 53b: finger second hinge
53c: third finger hinge; 55: second finger driving arm; 60: thumb driving arm;
61: first thumb drive arm, 63: thumb connecting bracket, 63a: thumb first hinge
63b: thumb second hinge, 63c: thumb third hinge, 65: second thumb drive arm
100: gripper device
Claims (6)
서로 회전 가능하게 결합는 엄지말절골부와 엄지중절골부와 엄지기절골부와, 상기 엄지말절골부와 엄지중절골부와 엄지기절골부들을 그립 운동을 위해 말리거나 펼침 운동을 위해 펼치는 동작을 수행하도록 엄지부에 장착되는 엄지부구동암부를 구비한 엄지부;와,
상기 핑거부와 엄지부의 사이에서 핑거부와 엄지부가 회전 가능하게 연결하는 손걸이부;와,
상기 핑거부구동암부와 상기 엄지부구동암부와 연동하도록 상기 손걸이부에 장착되어, 모터의 회전 방향에 따라 핑거부와 엄지부를 그립 또는 펼침 작용되도록 하는 동력을 제공하는 구동부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 착용 로봇용 그리퍼장치.
The finger tip fracture section and finger joint fracture section and the finger fracture section rotatably coupled to each other, and the finger tip fracture section, finger joint fracture section and the finger fractures fracture section for the grip movement or spreading for the spreading movement A finger portion having a finger portion driving arm portion mounted to perform;
Rotatably coupled to each other, the thumb fracture section and the thumb fracture section and the thumb fracture section, the thumb fracture section and the thumb fracture section and thumb joint fractures for the grip movement or to perform the unfolding motion for the unfolding A thumb having a thumb driving arm mounted on the thumb so as to be mounted thereon;
A hand-held portion rotatably connected between the finger portion and the thumb portion between the finger portion and the thumb portion;
A driving part mounted to the hand-held part so as to interlock with the finger part driving arm part and the thumb part driving arm part to provide power to grip or spread the finger part and the thumb part according to the rotational direction of the motor. Gripper device for wear robot, characterized in that.
내부에 상기 구동부의 그립 또는 펼침 구동을 스위칭하는 스위치부를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 착용 로봇용 그리퍼장치.
The method according to claim 1. The fingertip fracture portion or the thumb fracture portion,
The gripper device for a wear robot, characterized in that it further comprises a switch unit for switching the grip or unfolding drive of the drive unit therein.
검지, 중지, 약지, 소지가 일체로 삽입되도록 결합 구성되는 것을 특징으로 하는 착용 로봇용 그리퍼장치.
The method according to claim 1, wherein the finger portion,
The gripper device for a wearable robot, characterized in that the index finger, middle finger, ring finger, holding the body is integrally inserted.
일측은 폭이 좁고 타측은 폭은 넓게 형성되어 폭이 좁은 측이 핑거기절골부와 핑거중절골부의 회전 가능하게 결합되는 위치에 핑기부제3힌지를 형성하며 힌지 결합되는 핑거부연결브라켓;과,
일단부가 구동부의 핑거부구동기어에 축으로부터 일정 거리 이격되어 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 핑거부연결브라켓의 상단부에서 핑거부구동기어 측으로 치우친 위치에 핑거부제2힌지를 형성하며 힌지 결합되는 제1핑거부구동암;과,
일단부는 핑거말절골부 측에 위치한 핑거부연결브라켓의 상부에 핑거부제3힌지를 형성하며 힌지 결합되고, 타단부는 핑거말절골부의 일 측면에 힌지 결합되는 제2핑거부구동암;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 착용 로봇용 그리퍼장치.
The method according to claim 1, wherein the finger driving unit arm,
One side is narrow and the other side is formed to be wide, the narrow side is a finger joint connecting bracket which is hinged to form a third hinge at the position where the narrow joint is rotatably coupled to the finger fracture and the finger fracture;
One end is rotatably coupled to the finger drive gear of the drive unit by a predetermined distance away from the shaft, the other end is hinged to form a second hinge hinge to the position of the finger drive gear from the upper end of the finger connecting bracket 1 finger driving arm; and,
A second finger driving arm having one end hinged to form a third finger hinge at an upper portion of the finger connecting bracket located at the finger end fracture side, and the other end hinged to one side of the finger end fracture portion; Wearing gripper device for a robot characterized in that it becomes.
일측은 폭이 좁고 타측은 폭은 넓게 형성되어 폭이 좁은 측이 엄지기절골부와 엄지중절골부의 회전 가능하게 결합되는 위치에 엄지부제3힌지를 형성하며 힌지 결합되는 엄지부연결브라켓;과,
일단부가 구동부의 엄지부구동기어에 축으로부터 일정 거리 이격되어 회전 가능하게 결합되고, 타단부는 엄지부연결브라켓의 상단부에서 엄지부구동기어 측으로 치우친 위치에 엄지부제2힌지를 형성하며 힌지 결합되는 제1엄지부구동암;과,
일단부는 엄지말절골부 측에 위치한 엄지부연결브라켓의 상부에 엄지부제3힌지를 형성하며 힌지 결합되고, 타단부는 엄지말절골부의 일 측면에 힌지 결합되는 제2엄지부구동암;을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 착용 로봇용 그리퍼장치.
The method of claim 1, wherein the thumb drive arm portion,
One side is narrow and the other side is formed in a wide width narrow side is the thumb joint connected to the hinge hinge portion and the thumb joint is formed in a position rotatably coupled to the thumb joint and the thumb joint;
One end portion is rotatably coupled to the thumb drive gear of the driving part at a distance from the shaft, and the other end is hinged to form a second hinge hinge at a position biased from the upper end of the thumb connection bracket to the thumb drive gear side. 1 thumb driven cancer;
One end portion is hinged to form a third hinge hinge on the upper portion of the thumb connection bracket located on the side of the thumb fracture, the other end is hinged to one side of the thumb fracture portion; Wearing gripper device for a robot characterized in that it becomes.
모터구동기어가 축결합되어 상기 손걸이부에 장착되는 모터;와,
상기 핑거부의 일측에 결합된 후 모터구동기어에 의해 회전되는 핑거부구동기어;와,
상기 모터구동기어에 의해 회전되는 엄지부보조기어;와,
상기 엄지부의 일 측에 결합된 후 엄지부보조기어에 의해 회전되는 엄지부구동기어;를 포함하며,
상기 핑거부구동기어는 제1핑거부구동암의 단부가 축으로부터 일정 거리 이격된 위치에 회전 가능하게 결합되고,
상기 엄지부구동기어는 제1엄지부구동암의 단부가 축으로부터 일정 거리 이격된 위치에 회전 가능하게 결합되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착용 로봇용 그리퍼장치.The method of claim 1, wherein the driving unit,
A motor driving gear is axially coupled to the hand-held unit;
A finger part driving gear which is coupled to one side of the finger part and rotated by a motor driving gear;
Thumb auxiliary gear rotated by the motor drive gear; And,
And a thumb drive gear coupled to one side of the thumb and rotated by a thumb auxiliary gear.
The finger driving gear is rotatably coupled to a position where an end of the first finger driving arm is spaced a predetermined distance from the shaft,
The thumb drive gear is a gripper device for a wear robot, characterized in that the end portion of the first thumb drive arm is configured to be rotatably coupled to a position spaced a predetermined distance from the axis.
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KR1020110049106A KR101797475B1 (en) | 2011-05-24 | 2011-05-24 | Gripper apparatus for wearable robot |
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- 2011-05-24 KR KR1020110049106A patent/KR101797475B1/en active IP Right Grant
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