KR20160049182A - 이온성 고분자 금속복합 구동체를 이용하는 보조기 외골격 구동 장치 및 이를 이용하는 보조기 외골격 - Google Patents

이온성 고분자 금속복합 구동체를 이용하는 보조기 외골격 구동 장치 및 이를 이용하는 보조기 외골격 Download PDF

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Abstract

본 발명은 이온성 고분자 금속복합 구동체를 이용하는 보조기 외골격 구동 장치 및 밥법에 관한 것으로, 이온성 고분자 금속 복합체로 이루어지고 외부에서 입력된 구동신호에 응답하여 손가락의 이동 방향으로 구동력을 생성하는 제1 구동체, 상기 손가락에 착용되어 상기 손가락을 상기 제1 구동체에 연결되도록 지지하는 연결부, 단면이 사각형 프레임으로 구성되고 상기 제1 구동체를 고정하며 상기 제1 구동체에 상기 구동신호를 전달하는 고정부를 포함하며, 이온성 고분자 금속 복합체를 구동체로 사용하여 손관절의 움직임에 상응하는 유연성을 확보하고 경량 소형화를 달성하여 장갑처럼 손에 착용할 수 있으면서도 충분한 구동력을 확보하여 손의 운동기능을 보조할 수 있다.

Description

이온성 고분자 금속복합 구동체를 이용하는 보조기 외골격 구동 장치 및 이를 이용하는 보조기 외골격{APPARATUS FOR ACTUATING ORTHOSIS EXOSKELETON USING IONIC POLYMER METAL COMPOSITE ACTUATOR AND ORTHOSIS EXOSKELETON USING THE SAME}
본 발명은 이온성 고분자 금속복합 구동체를 이용하는 보조기 외골격 구동 장치 및 이를 이용하는 보조기 외골격에 관한 것으로, 보다 상세하게는 관절 부위의 유연성을 확보하고 소형 경량으로서 손에 착용하여 일상생활에 사용할 수 있도록 운동 기능을 보조할 수 있는 이온성 고분자 금속복합 구동체를 이용하는 보조기 외골격 구동 장치 및 이를 이용하는 보조기 외골격에 관한 것이다.
일상생활 기능 중 상지 및 손의 운동은 일상생활 동작 중 중 이동 및 보행을 제외하고 가장 많은 기능과 관련되어 있으며, 특히 손 운동 기능은 휠체어, 실내외 이동기기, 운송기기등 다양한 보조기 및 생활기기의 제어를 위한 필수적이다. 그런데, 사고로 인한 경추손상 및 뇌일혈 등 질환으로 인한 부분 마비 환자의 경우, 잔존 운동 기능으로 손의 일부 운동이 가능한 경우가 있고, 근골격의 형태학적 보존이 양호하므로 기능 보조 및 복원에 대한 욕구가 크다.
따라서, 손의 운동 기능을 대체하는 의수가 국내외에서 개발되고 있으며, 관련 연구로는 손의 섬세한(dexterous) 기능을 위한 감지 및 제어 시스템 개발, 로봇 손, 마스터-슬레이브 손 운동 장치, 촉각 등 다양한 감각 인지 및 전달 기술 등이 개발되고 있으나, 이는 착용형 기술에는 이용되기 어렵다.
손의 기능을 보조하는 보조기(orthosis)로 다양한 착용식 외골격 보조기가 개발되어 있으나, 대부분 전기모터 또는 공압 실린더를 이용한 기구장치이므로, 딱딱하고, 크기 및 외형이 크고, 무거우며, 구동장치 및 동력 전달에 필요한 메카니즘과 기구가 필요하여 복잡한 구조를 갖게 된다. 따라서 기존 손 보조기는 일상 생활에 활용되기 불편하여 재활 훈련 등에 주로 사용되고 있으며, 모터 등 기계적 구동장치의 소형 및 경량화에 한계가 있으므로 일상생활에서 착용형으로 손 운동을 보조하기 어렵다.
따라서 기존의 전기기계식 구동장치를 대체할 수 있는 기술로 전기활성 고분자를 이용하여, 유연하고 장갑처럼 착용하여 손의 운동 기능을 보조할 수 있는 착용식 손 보조기의 필요성 및 활용성이 매우 높다. 기존 손 외골격 보조기는 모터 및 공압 실린더 등을 사용하였으나, 소형 및 경량화를 위하여 이온성 고분자 금속 복합체(Ionic Polymer Metal Composite, IPMC) 구동체를 사용할 경우 구동체의 구동력이 제한적이며, 구동체의 굽힘 변형이 일어날 우려도 있다.
한국공개특허 제2012-0064410호(공개일: 2012.06.19., 발명의 명칭 : 근력 보조 외골격 장치, 청구범위 제1항)가 있다.
본 발명은, 이온성 고분자 금속 복합체를 구동체로 사용하여 손관절의 움직임에 상응하는 유연성을 확보하고 경량 소형화를 달성하여 장갑처럼 손에 착용할 수 있으면서도 충분한 구동력을 확보하여 손의 운동기능을 보조할 수 있는 이온성 고분자 금속복합 구동체를 이용하는 보조기 외골격 구동 장치 및 이를 이용하는 보조기 외골격을 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보조기 외골격 구동 장치는 이온성 고분자 금속 복합체로 이루어지고 외부에서 입력된 구동신호에 응답하여 손가락의 이동 방향으로 구동력을 생성하는 제1 구동체, 단면이 사각형인 프레임으로 구성되어 상기 손가락을 상기 제1 구동체에 연결되도록 지지하는 연결부, 상기 제1 구동체를 고정하며 상기 제1 구동체에 상기 구동신호를 전달하는 고정부를 포함한다.
바람직하게는, 이온성 고분자 금속 복합체로 이루어지고 상기 제1 구동체의 상부에 상기 제1 구동체와 평행하게 위치되며 상기 제1 구동체보다 짧은 길이를 가지는 제2 구동체를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 구동체는 상기 구동신호가 제1 전압인 경우 손가락이 내려가는 방향으로 구동력을 생성하고 상기 구동신호가 제2 전압인 경우 손가락이 올라가는 방향으로 구동력을 생성한다.
바람직하게는, 상기 구동신호는 일정 시간 동안 상기 제1 전압을 유지한 뒤 상기 제2 전압으로 변화하거나 일정 시간 동안 상기 제2 전압을 유지한 뒤 상기 제1 전압으로 변화한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 보조기 외골격은, 각 손가락의 말절부에 착용되어 셋째관절의 움직임을 보조하는 제1 구동부, 상기 손가락의 중절부에 착용되어 둘째관절의 움직임을 보조하는 제2 구동부 및 상기 손가락의 기절부에 착용되어 첫째관절의 움직임을 보조하는 제3 구동부를 포함하되, 상기 제1 내지 제3 구동부는 각각 이온성 고분자 금속 복합체로 이루어지고 외부에서 입력된 구동신호에 응답하여 손가락의 이동 방향으로 구동력을 생성하는 제1 구동체, 단면이 사각형인 프레임으로 구성되어 상기 손가락을 상기 제1 구동체에 연결되도록 지지하는 연결부, 및 상기 제1 구동체를 고정하며 상기 제1 구동체에 상기 구동신호를 전달하는 고정부를 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 내지 제3 구동부는 이온성 고분자 금속 복합체로 이루어지고 상기 제1 구동체의 상부에 상기 제1 구동체와 평행하게 위치되며 상기 제1 구동체보다 짧은 길이를 가지는 제2 구동체를 더 포함한다.
바람직하게는, 상기 제1 구동체는 상기 구동신호가 제1 전압인 경우 손가락이 내려가는 방향으로 구동력을 생성하고 상기 구동신호가 제2 전압인 경우 손가락이 올라가는 방향으로 구동력을 생성한다.
바람직하게는, 상기 구동신호는 일정 시간 동안 상기 제1 전압을 유지한 뒤 상기 제2 전압으로 변화하거나 일정 시간 동안 상기 제2 전압을 유지한 뒤 상기 제1 전압으로 변화한다.
본 발명에 따르면, 이온성 고분자 금속 복합체를 구동체로 사용하여 손관절의 움직임에 상응하는 유연성을 확보하고 경량 소형화를 달성하여 장갑처럼 손에 착용할 수 있으면서도 충분한 구동력을 확보하여 손의 운동기능을 보조할 수 있다.
도 1은 손가락의 각 관절을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온성 고분자 금속복합 구동체를 이용하는 보조기 외골격의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온성 고분자 금속복합 구동체를 이용하는 보조기 외골격 구동 장치의 사시도이다.
도 4는 IPMC에 인가되는 전압별로 시간에 따른 구동 각도의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 보조기 외골격 구동 장치에 의하여 손가락 끝 단의 로드셀에서 중력 방향으로 가해지는 최대 힘을 측정한 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 6은 제1 전압을 일정 시간 유지한 뒤 제2 전압을 인가하는 경우 제1 전압의 유지 시간에 따른 구동력의 변화를 나타내는 그래프이다.
이하에서는 본 발명에 따른 이온성 고분자 금속복합 구동체(Ionic Polymer Metal Composite Actuator, IPMC Actuator)를 이용하는 보조기 외골격 구동 장치 및 이를 이용하는 보조기 외골격을 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 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.
도 1은 손가락의 각 관절을 도시한 도면이다. 도 1에 도시된 바와 같이 각 손가락에는 세 개의 마디와 세 개의 관절이 있으며, 손목으로부터 가까운 순서로 각각 첫째관절(Metacarpophalangeal Joint, MCP Joint), 둘째관절(Proximal Interphalangeal Joint, PIP Joint), 셋째관절로 불리며(Distal Interphalangeal Joint, DIP Joint), 첫째관절에 지지되는 마디가 첫째마디, 둘째관절에 지지되는 마디가 둘째마디, 셋째과절에 지지되는 마디가 셋째마디로 불린다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온성 고분자 금속복합 구동체를 이용하는 보조기 외골격의 개략도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 이온성 고분자 금속복합 구동체를 이용하는 보조기 외골격 구동 장치의 사시도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온성 고분자 금속복합 구동체를 이용하는 보조기 외골격은, 제1 구동부(100), 제2 구동부(200) 및 제3 구동부(300)를 포함하여 이루어질 수 있으며, 이 때 제1 내지 제3 각 구동부(100-300)는 제1 구동체(120, 220, 320), 연결부(110, 210, 310) 및 고정부(140, 240, 340)를 포함하여 이루어질 수 있다. 이 때, 상기 제1 내지 제3 구동부(100-300)로 이루어지는 보조기 외골격이 손가락 하나를 보조하며, 사용자의 각 손가락에 각각 별도의 보조기 외골격이 착용될 수 있다.
이 때, 제1에 도시된 바와 같이 제1 구동부(100)는 손가락의 셋째마디에 착용되어 셋째관절의 움직임을 보조하고, 제2 구동부(200)는 손가락의 둘째마디에 착용되어 둘째관절의 움직임을 보조하며, 제3 구동부(300)는 손가락의 첫째마디에 착용되어 첫째관절의 움직임을 보조할 수 있다. 또한 각 구동부(100, 200, 300)는 상술한 바와 같이 도 3에 도시된 보조기 외골격 구동 장치의 역할을 할 수 있다. 즉, 보조기 외골격 구동 장치(100, 200, 300)는 이온성 고분자 금속 복합체로 이루어지고 외부에서 입력된 구동신호에 응답하여 손가락의 이동 방향으로 구동력을 생성하는 제1 구동체(120, 220, 320), 단면이 사각형인 프레임으로 구성되어 손가락을 제1 구동체에 연결되도록 지지하는 연결부(110, 210, 310), 제1 구동체를 고정하며 제1 구동체에 구동신호를 전달하는 고정부(140, 240, 340)를 포함하여 이루어질 수 있다.
도 2 및 3에 도시된 바와 같이, 제1 구동체(120, 220, 320)는 이온성 고분자 금속 복합체(Ionic Polymer Metal Composite Actuator, IPMC)로 이루어지고 외부에서 입력된 구동신호에 응답하여 손가락의 이동 방향으로 구동력을 생성한다.
띠 모양으로 성형된 IPMC에 전압이 인가될 경우 내부의 이온 영동(migration)과 재분포(redistribution)에 의하여 이온성 고분자 금속 복합체에 변형이 일어나며, 이 때 띠 모양의 IPMC는 일정한 방향으로 휘어질 수 있다. 전형적인 경우 10mm × 40mm × 0.2mm 크기의 IPMC 띠에 1-5 V 의 전압을 인가할 경우 이러한 IPMC가 휘어지는 현상이 발생할 수 있으며, 이에 따라 IPMC 는 휘어지는 방향으로 구동력을 생성할 수 있다.
도 4는 IPMC에 인가되는 전압별로 IPMC의 구동 각도의 변화를 나타내는 그래프이다. 도 4에 도시된 바와 같이 IPMC 띠에 일정 전압을 인가할 경우 시간에 따라 특정 각도까지 IPMC가 휘어지며, 특정 시간에 IPMC가 휘어지는 각도는 전압이 상승할 수록 상승함을 알 수 있다. 따라서 IPMC에 인가하는 전압을 변화시킴으로써 IPMC가 휘어지는 각도를 제어할 수 있다. 즉, 제1 구동체(120, 220, 320)를 구성하는 IPMC에 도 4에 도시된 바와 같은 전압을 구동신호로서 인가하면, 제1 구동체(120, 220, 320)는 구동신호에 응답하여 구동신호의 전압에 따라 결정되는 각도로 휘어짐으로써 손가락의 이동 방향으로 구동력을 생성할 수 있다. 또한 제1 구동체(120, 220, 320)에 인가되는 구동신호의 전압의 극성이 바뀐다면, 즉, 제1 구동체(120, 220, 320)에 전압이 인가되는 방향이 바뀐다면 제1 구동체(120, 220, 320)가 휘어지는 방향이 반대가 될 수 있다. 이에 따라 제1 구동체(120, 220, 320)에 인가하는 전압을 변화시킴으로써 제1 구동체(120, 220, 320)가 손가락이 내려가는 방향으로 휘어지게 할 수도 있고 손가락이 올라가는 방향으로 휘어지게 할 수도 있으며, 따라서 제1 구동체(120, 220, 320)가 생성하는 구동력의 방향도 손가락이 이동하는 방향 중에서 손가락이 올라가는 올라가는 방향 및 내려가는 방향 중 어느 쪽도 될 수 있다.
따라서, 각 제1 구동체(120, 220, 320)는 구동신호가 제1 전압인 경우 손가락이 내려가는 방향으로 구동력을 생성하고 구동신호가 제2 전압인 경우 손가락이 올라가는 방향으로 구동력을 생성할 수 있다. 이 때, 상술한 바와 같이 제1 전압의 극성과 제2 전압의 극성은 반대일 수 있다. 즉, 제1 전압이 예컨대 +2V 라면, 제2 전압은 -2V 일 수 있으며, 이 때 제1 전압과 제2 전압의 구체적인 값은 구동체(120, 220, 320)를 구성하는 IPMC의 두께, 재질, 강도 등 구체적인 구현에 따라 달라질 수 있음은 물론이다.
연결부(110, 210, 310)는 단면이 사각형인 프레임으로 구성되어 손가락을 제1 구동체(120, 220, 320)에 연결되도록 지지한다. 즉, 연결부(110, 210, 310)가 제1 구동체를 지탱하고 손가락에 연결시킴으로써 제1 구동체가 생성하는 구동력을 온전히 손가락으로 전달할 수 있도록 한다. 이 때 연결부(110, 210, 310)의 단면을 사각형으로 형성함으로써 연결부의 변형을 방지하고 손가락으로 전달되는 구동력의 손실을 방지할 수 있다. 또한 연결부(110, 210, 310)에는 외골격을 손가락에 착용할 수 있도록 손가락에 반지 모양으로 착용되는 착용부(150, 250, 350)가 부착될 수 있다.
또한 각 구동부(100, 200, 300)는 이온성 고분자 금속 복합체(IPMC)로 이루어지고, 제1 구동체(120, 220, 320)의 상부에 제1 구동체(120, 220, 320)와 평행하게 위치되며 제1 구동체(120, 220, 320)보다 짧은 길이를 가지는 제2 구동체(130, 230, 330)를 더 포함할 수 있다. 이러한 제2 구동체(130, 230, 330)가 제1 구동체(120, 220, 320)와 함께 구동력을 생성함으로써 구동부(100, 200, 300)가 손가락에 전달하는 구동력을 더 증대시킬 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 보조기 외골격 구동 장치에 의하여 손가락 끝 단의 로드셀에서 중력 방향으로 가해지는 최대 힘을 측정한 실험 결과를 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 자유도의 손가락 모형에 보조기 외골격 구동 장치를 설치하여 손가락 끝 단의 로드셀에서 중력 방향으로 가해지는 최대 힘을 측정한 결과, 연결부(110, 210, 310)의 단면이 제1 구동체(120, 220, 320)를 감싸는 사각형이 아닌 단순히 제1 구동체(120, 220, 320)를 위에서 누르는 형태로 구성한 제1 경우(Case 1)에서 최대 힘이 148gf로 측정되고, 연결부(110, 210, 310)의 단면이 제1 구동체(120, 220, 320)를 감싸는 사각형으로 형성된 제2 경우(Case 2)에서 최대 힘이 160gf로 측정되었으며, 연결부(110, 210, 310)의 단면이 사각형으로 형성되는 데 더하여 제2 구동체(140, 240, 340)가 같이 포함된 제 3 경우(Case 3) 최대 힘이 222gf 로 측정됨을 할 수 있다. 따라서 연결부(110, 210, 310)의 단면이 사각형으로 형성되고 제2 구동체(140, 240, 340)가 포함됨에 의하여 손가락에 전달되는 구동력을 증가시킬 수 있다.
고정부(140, 240, 340)는 제1 구동체(120, 220, 320)를 고정하며 제1 구동체(120, 220, 320)에 구동신호를 전달한다. 즉, 고정부(140, 240, 340)를 통하여 외부 전원으로부터 공급되는 구동신호를 각 구동체(120, 220, 320, 130, 230, 330)에 전달하고 각 구동체(120, 220, 320, 130, 230, 330)를 고정함으로써 구동력을 생성시킴과 동시에 구동력을 손가락에 전달할 수 있다.
이 때, 사용자가 손가락을 누르는 경우, 제1 구동부(100)에 입력되는 구동신호는 제1 전압이고, 제2 구동부(200)에 입력되는 구동신호는 제2 전압이며, 제3 구동부(300)에 입력되는 구동신호는 제1 전압일 수 있다. 또한 사용자가 손가락을 들어 올리는 경우, 제1 구동부(100)에 입력되는 구동신호는 제2 전압이고, 제2 구동부(200)에 입력되는 구동신호는 제1 전압이며, 제3 구동부(300)에 입력되는 구동신호는 제2 전압일 수 있다.
도 6은 제1 전압을 일정 시간 유지한 뒤 제2 전압을 인가하는 경우 제1 전압의 유지 시간에 따른 구동력의 변화를 나타내는 그래프이다.
구동신호는 일정 시간 동안 제1 전압을 유지한 뒤 제2 전압으로 변화하거나 일정 시간 동안 제2 전압을 유지한 뒤 제1 전압으로 변화할 수 있다. 즉, 사용자가 손가락을 특정 방향으로 움직이려 할 경우, 각 구동체(120, 220, 320, 130, 230, 330)가 사용자가 관절을 움직이려 하는 방향과 반대 방향으로 미리 짧은 시간동안 구동력을 생성한 뒤 구동력의 생성 방향을 바꾸어 사용자가 관절을 움직이려 하는 방향의 구동력을 생성하면, 생성되는 구동력을 더욱 증가시킬 수 있다. 따라서, 제2 전압의 구동신호가 특정 구동체(120, 220, 320, 130, 230, 330)에 가해지는 경우 먼저 구동신호를 제1 전압으로 일정 시간동안 유지한 뒤 구동신호의 전압을 제2 전압으로 변화시키면 구동신호를 제2 전압으로만 생성하는 경우보다 구동체(120, 220, 320, 130, 230, 330)가 생성하는 구동력을 더 증가시킬 수 있다. 이는 구동체(120, 220, 320, 130, 230, 330)에 가해지는 전압이 제1 전압일 경우에도 마찬가지로서, 먼저 구동신호를 제2 전압으로 일정 시간 유지한 뒤 구동신호의 전압을 제1 전압으로 변화시킴으로써 구동력을 증가시킬 수 있다. 도 6을 참조하면 제 2전압을 구동체(120, 220, 320, 130, 230, 330)에 인가하기 전에 제1 전압을 5초 내지 15초 인가하는 경우에, 제1 전압을 인가하지 않는 경우 즉 0초간 제1 전압을 인가하는 경우와 비교하여 구동력이 향상됨을 알 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이 본 발명에 따르면, 이온성 고분자 금속 복합체를 구동체로 사용하여 손관절의 움직임에 상응하는 유연성을 확보하고 경량 소형화를 달성하여 장갑처럼 손에 착용할 수 있으면서도 충분한 구동력을 확보하여 손의 운동기능을 보조할 수 있다.
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 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 제1 구동부 110, 210, 310 : 연결부
120, 220, 320 : 제1 구동체 130, 230, 330 : 제2 구동체
140, 240, 340 : 고정부 150, 250, 350 : 착용부
200 : 제2 구동부 300 : 제3 구동부

Claims (8)

  1. 이온성 고분자 금속 복합체로 이루어지고 외부에서 입력된 구동신호에 응답하여 손가락의 이동 방향으로 구동력을 생성하는 제1 구동체;
    단면이 사각형인 프레임으로 구성되어 상기 손가락을 상기 제1 구동체에 연결되도록 지지하는 연결부; 및
    상기 제1 구동체를 고정하며 상기 제1 구동체에 상기 구동신호를 전달하는 고정부를 포함하는 보조기 외골격 구동 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    이온성 고분자 금속 복합체로 이루어지고 상기 제1 구동체의 상부에 상기 제1 구동체와 평행하게 위치되며 상기 제1 구동체보다 짧은 길이를 가지는 제2 구동체를 더 포함하는 보조기 외골격 구동 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 구동체는 상기 구동신호가 제1 전압인 경우 손가락이 내려가는 방향으로 구동력을 생성하고 상기 구동신호가 제2 전압인 경우 손가락이 올라가는 방향으로 구동력을 생성하는 것을 특징으로 하는 보조기 외골격 구동 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 구동신호는 일정 시간 동안 상기 제1 전압을 유지한 뒤 상기 제2 전압으로 변화하거나 일정 시간 동안 상기 제2 전압을 유지한 뒤 상기 제1 전압으로 변화하는 것을 특징으로 하는 보조기 외골격 구동 장치.
  5. 각 손가락의 셋째마디에 착용되어 셋째관절의 움직임을 보조하는 제1 구동부;
    상기 손가락의 둘째마디에 착용되어 둘째관절의 움직임을 보조하는 제2 구동부; 및
    상기 손가락의 첫째마디에 착용되어 첫째관절의 움직임을 보조하는 제3 구동부를 포함하되
    상기 제1 내지 제3 구동부는 각각 이온성 고분자 금속 복합체로 이루어지고 외부에서 입력된 구동신호에 응답하여 손가락의 이동 방향으로 구동력을 생성하는 제1 구동체;
    단면이 사각형인 프레임으로 구성되어 상기 손가락을 상기 제1 구동체에 연결되도록 지지하는 연결부; 및
    상기 제1 구동체를 고정하며 상기 제1 구동체에 상기 구동신호를 전달하는 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보조기 외골격.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 구동부는 이온성 고분자 금속 복합체로 이루어지고 상기 제1 구동체의 상부에 상기 제1 구동체와 평행하게 위치되며 상기 제1 구동체보다 짧은 길이를 가지는 제2 구동체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보조기 외골격.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 제1 구동체는 상기 구동신호가 제1 전압인 경우 손가락이 내려가는 방향으로 구동력을 생성하고 상기 구동신호가 제2 전압인 경우 손가락이 올라가는 방향으로 구동력을 생성하는 것을 특징으로 하는 보조기 외골격.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 구동신호는 일정 시간 동안 상기 제1 전압을 유지한 뒤 상기 제2 전압으로 변화하거나 일정 시간 동안 상기 제2 전압을 유지한 뒤 상기 제1 전압으로 변화하는 것을 특징으로 하는 보조기 외골격.
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