KR20160071661A - Upper limb exoskeleton robot for movement improvement and gravity compensation - Google Patents

Upper limb exoskeleton robot for movement improvement and gravity compensation Download PDF

Info

Publication number
KR20160071661A
KR20160071661A KR1020140179085A KR20140179085A KR20160071661A KR 20160071661 A KR20160071661 A KR 20160071661A KR 1020140179085 A KR1020140179085 A KR 1020140179085A KR 20140179085 A KR20140179085 A KR 20140179085A KR 20160071661 A KR20160071661 A KR 20160071661A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
rotation
upper arm
joint
gravity compensation
wrist
Prior art date
Application number
KR1020140179085A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101740881B1 (en
Inventor
송원경
고병우
송준용
Original Assignee
대한민국(국립재활원장)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대한민국(국립재활원장) filed Critical 대한민국(국립재활원장)
Priority to KR1020140179085A priority Critical patent/KR101740881B1/en
Publication of KR20160071661A publication Critical patent/KR20160071661A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101740881B1 publication Critical patent/KR101740881B1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0006—Exoskeletons, i.e. resembling a human figure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J17/00—Joints
    • B25J17/02—Wrist joints
    • B25J17/0241—One-dimensional joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/106—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

The present invention relates to an upper limb exoskeleton robot for a movement improvement and gravity compensation comprising: an upper arm support unit which receives and supports an upper arm when wearing the upper limb exoskeleton robot; an elbow rotation shaft allowing bending/flexing of an elbow when coupled to the upper arm support unit; an arm support unit with one end coupled to the elbow rotation shaft in a front direction to support an arm; a wrist rotation unit allowing a rotation of the wrist coupled to the other end of the arm support unit; a hand support unit formed in the front end of the wrist rotation unit to support a hand; and a rotation joint connected around the upper arm support unit and the elbow rotation shaft to allow inner rotation/outer rotation and bending/flexing of a shoulder to be more natural and in a wider range, thereby improving a limited movement and providing gravity compensation.

Description

움직임 개선과 중력보상을 위한 상지 외골격 로봇{UPPER LIMB EXOSKELETON ROBOT FOR MOVEMENT IMPROVEMENT AND GRAVITY COMPENSATION}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an UPPER LIMB EXOKELETON ROBOT FOR MOVEMENT IMPROVEMENT AND GRAVITY COMPENSATION,

본 발명은 움직임 개선과 중력보상을 위한 상지 외골격 로봇에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 어깨관절부 주위에 회전관절(pivot joint)을 추가함으로써 상지 가동범위를 증가시키고, 또한 사용자의 상태에 따라 상기 회전 구조를 스프링 로디드 메커니즘(spring-loaded mechanism)의 보조기 관절부품으로 교체하여 선택적인 중력 보상을 가능하게 하는 움직임 개선과 중력보상을 위한 상지 외골격 로봇에 관한 것이다.
The present invention relates to an upper extremity exoskeleton robot for motion improvement and gravity compensation. More specifically, the present invention relates to an upper extremity exoskeleton robot for motion improvement and gravity compensation, To an upper limb exoskeleton robot for motion enhancement and gravity compensation, which enables selective gravity compensation by replacing a spring-loaded mechanism with an articular joint component.

종래 중력 보상이 가능한 팔 보조 장치는 액추에이터에 의해 구동되는 2개의 조인트와 사용자의 힘에 의해 구동되는 5개의 조인트로 구성되어 사용자의 팔의 무게를 지지하여 중력보상이 가능한 팔 보조 장치로 센서로부터 측정된 팔의 하중을 기반으로 액추에이터를 구동해 동작하게 되는데, 상술한 바와 같은 구성으로 동작하는 종래의 중력 보상이 가능한 팔 보조 장치는 구조가 복잡하고 제작비용이 높다는 문제점이 있고, 무게나 크기도 커서 장애인을 포함한 사용자가 사용하기에 활동의 제약도 크고 설치가 번거롭다는 문제점이 있다. Conventional gravity-compensated arm assist devices are composed of two joints driven by an actuator and five joints driven by a user's force. The arm assist device supports gravity compensation by supporting the weight of the user's arm. The conventional arm assist device capable of performing gravity compensation has a problem in that it is complicated in structure and high in manufacturing cost, and the weight and size of the arm assist device are large There is a problem in that the user is restricted in activities and the installation is troublesome for the users including the disabled.

또한, 종래의 착용형 로봇은 팔꿉 및 손목의 회전 운동만이 가능한 형태를 가지고 있어, 추가적인 어깨 움직임을 위해 기존에 많이 사용되는 4개의 링크를 이용한 평행 사변형 구조와 고무줄 등을 이용할 수 있지만, 어깨의 움직임이 부자연스럽다는 문제점이 있다.In addition, the conventional wearable robot has a form in which the wearer can swing and rotate only the wrist. In order to further move the shoulder, a parallelogram structure using a conventional four link and a rubber band can be used. There is a problem that movement is unnatural.

대한민국 등록특허공보 제10-1163903호(2012. 07. 02)Korean Registered Patent No. 10-1163903 (2012. 07. 02)

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여, 어깨관절부 주위에 회전 구조(pivot joint)를 추가함으로써 상지 가동범위를 증가시키고, 또한 사용자의 상태에 따라 상기 회전 구조를 스프링 로디드 메커니즘(spring-loaded mechanism)의 보조기 관절부품으로 교체하여 선택적인 중력 보상을 가능하게 하는 움직임 개선과 중력보상을 위한 상지 외골격 로봇의 제공을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems by providing a pivot joint around the shoulder joint to increase the upper extremity movement range and also to provide a spring-loaded mechanism ) To replace the joint parts of the ankle joints, and to provide an upper limb exoskeleton robot for motion improvement and gravity compensation that enables selective gravity compensation.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 움직임 개선과 중력보상을 위한 상지 외골격 로봇은 상지 외골격 로봇 착용시 상완을 수용하여 지지하는 상완 지지부; 상기 상완 지지부와의 결합시 팔꿉의 굴곡/신전(Flexion/Extension) 을 가능하게 하는 팔꿉 회전축; 일단이 상기 팔꿉 회전축과 전방으로 결합되어 팔을 지지하는 팔지지부; 상기 팔지지부의 타단과 결합된 손목의 회전을 가능하게 하는 손목 회전부; 상기 손목 회전부의 선단에 형성되어 손을 지지하는 손지지부; 및 상기 상완 지지부와 상기 팔꿉 회전축 주위에 연결되어 보다 편리하게 어깨의 굴곡/신전 및 내회전/외회전이 가능하게 하는 회전관절; 포함하되, 상기 회전관절이 스프링 로디드 메커니즘 관절로 교체되어 중력을 보상하는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above object, the upper limb exoskeleton robot for motion improvement and gravity compensation according to the present invention includes: an upper arm supporter which receives and supports the upper arm when the upper limb surgery robot is worn; An abutting rotary shaft for allowing flexion / extension of the armature upon coupling with the upper arm support; A bracket part having one end forwardly coupled with the rotatable rotary shaft to support the arm; A wrist rotation part enabling rotation of the wrist coupled to the other end of the leg support; A hand holding part formed at the tip of the wrist rotation part and supporting the hand; And a rotation joint connected to the upper arm support part and around the rotation shaft to enable more convenient flexion / extension and inner / outer rotation of the shoulder; Wherein the rotary joint is replaced with a spring loaded mechanism joint to compensate for gravity.

본 발명에 따른 움직임 개선과 중력보상을 위한 상지 외골격 로봇은 회전관절(pivot joint)을 추가하여 기존 상지 외골격 로봇 착용 시 발생하는 제한적인 움직임을 개선할 수 있는 효과가 있고, 회전관절(pivot joint)을 스프링 로디드 메커니즘(spring-loaded mechanism) 방식의 보조기 부품으로 교체 시 중력보상 효과가 있다. The upper limb exoskeleton robot for motion improvement and gravity compensation according to the present invention has the effect of improving the limited movement occurring when a conventional upper extremity skeleton robot is worn by adding a pivot joint, Is replaced with a spring-loaded mechanism of a bracing component.

또한, 본 발명에 따른 움직임 개선과 중력보상을 위한 상지 외골격 로봇은 대규모 변경 없이 간단한 회전 구조를 추가하여 어깨 관절의 가동 범위를 높이고 자연스러운 움직임을 제공 할 수 있는 효과가 있다. Also, the upper extremity exoskeleton robot for motion improvement and gravity compensation according to the present invention can increase the range of motion of the shoulder joint and provide natural movement by adding a simple rotation structure without large-scale change.

즉, 본 발명에 따른 움직임 개선과 중력보상을 위한 상지 외골격 로봇은 뇌졸중, 척추손상, 근육병으로 인한 장애 또는 기타 여러 가지 이유로 인한 어깨 근육 손상으로 어깨가 상지의 무게를 온전히 지탱할 수 없는 사용자들이 중력 보상을 받으며 일상생활보조 혹은 훈련을 받을 수 있도록 움직임을 개선해 줄 수 있는 효과가 있다. In other words, the upper extremity exoskeleton robot for movement improvement and gravity compensation according to the present invention is a system in which the shoulder can not fully support the upper limb due to stroke, spinal injury, muscle disorder, And it can improve the movement to receive daily life support or training.

위와 같은 효과로 인해 본 발명에 따른 움직임 개선과 중력보상을 위한 상지 외골격 로봇은 일상생활동작은 물론 다양한 동작들을 훈련할 수 있으므로 실제 재활 현장에서 큰 도움을 줄 수 있는 파생효과가 있다.
Due to the above effects, the upper limb exoskeleton robot for motion improvement and gravity compensation according to the present invention can train various operations as well as daily life operation, and thus has a derivative effect that can be greatly helpful in the field of actual rehabilitation.

도 1은 움직임 개선을 위한 본 발명에 따른 상지 외골격 로봇의 사시도,
도 2은 중력보상을 위한 본 발명에 따른 상지 외골격 로봇의 사시도, 및
도 3은 평행사변형 구조와 스카라 구조를 갖는 상완지지부의 사시도이다.1 is a perspective view of an upper extremity exoskeletal robot according to the present invention for improving movement,
2 is a perspective view of an upper limb exoskeleton robot according to the present invention for gravity compensation, and Fig.
3 is a perspective view of the upper arm support having a parallelogram structure and a scar structure.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed to be limited to ordinary or dictionary meanings, and the inventor should properly interpret the concept of the term to describe its own invention in the best way. The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this 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, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.

도 1은 본 발명에 따른 움직임 개선을 위한 상지 외골격 로봇을 도시한 도면이다.1 is a view showing an upper limb-like exoskeleton robot for motion improvement according to the present invention.

도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 움직임 개선과 중력보상을 위한 상지 외골격 로봇은 상완 지지부(100)와 팔꿉 회전축(200), 팔지지부(300), 손목 회전축(400), 손지지부(500) 및, 회전관절(pivot joint:600) 포함한다.1, the upper extremity exoskeleton robot for motion improvement and gravity compensation according to the present invention includes an upper arm supporter 100, an upper rotation shaft 200, a wrist 300, a wrist rotation shaft 400, ), And a pivot joint (600).

이때 상완 지지부(100)의 미도시된 말단은 휠체어 상의 지지대 또는 고정 지지대 등에 고정될 수 있어 대부분의 상지 외골격 로봇의 자중은 지지대에서 감당하게 된다. 통상의 상완 지지부(100)는 어깨의 움직임을 허용하기 위하여 수직 방향의 운동과 수평 방향의 운동이 가능한 구조를 가진다.At this time, the unshown end of the upper arm support 100 can be fixed to a support on a wheelchair or a fixed support, so that the weight of most upper extremity exoskeleton robots can be supported by the support. The conventional upper arm support 100 has a structure capable of vertical movement and horizontal movement to allow movement of the shoulder.

평행사변형 구조와 스카라 구조를 갖는 상완지지부의 사시도인 도 3에 도시된 바와 같이 평행사변형 구조와 스카라 구조로 구성된 상완 지지부(100)는 수직 운동과 수평 운동이 가능한데, 이런 구조를 가짐에도 불구하고 어깨 관절의 움직임이 복잡하여 외골격 로봇과의 움직임 축이 일치 하지 않기 때문에 사용자는 어깨 움직임에 있어 불편함을 느끼게 된다.As shown in FIG. 3, which is a perspective view of the upper arm support structure having a parallelogram structure and a scarar structure, the upper arm support 100 constructed of the parallelogram structure and the scara structure is capable of vertical movement and horizontal movement. Since the motion of the joint is complicated and the movement axis of the robot with the exoskeleton does not coincide, the user feels discomfort in shoulder movement.

즉, 본 발명에 따른 움직임 개선과 중력보상을 위한 상지 외골격 로봇은 도 1에 도시된 바와 같이 상기 팔꿉 회전축(200) 주위에 상기 상완 지지부(100)와 연결되는 회전관절(600)이 추가되어 상지, 특히 어깨의 움직임을 용이하게 하고 가동범위를 증가 시킨다.In other words, as shown in FIG. 1, a limb exoskeleton robot for motion improvement and gravity compensation according to the present invention includes a rotation joint 600 connected to the upper arm support 100 around the rotation axis 200, , Which facilitates the movement of the shoulders and increases the range of motion.

상기 회전관절(600)은 2종류의 회전관절로 구성될 수 있고, 보다 구체적으로, 상완 굽힘/폄 동작개선 효과를 가지는 회전관절과 상완 내회전/외회전 동작개선 효과를 가지는 회전관절로 구성될 수 있다.The rotary joint 600 may be composed of two kinds of rotary joints, and more specifically, may be composed of a rotary joint having an effect of improving the upper arm bending / swinging motion and a rotary joint having an effect of improving internal rotation / external rotation motion of the upper arm .

또한, 상기 회전관절(600)은 사용자의 상태에 따라 도 2에 도시된 바와 같은 스프링 로디드 메커니즘 관절(700)로 교체되어 선택적인 중력보상을 가능하게 한다.In addition, the rotary joint 600 may be replaced with a spring loaded mechanism joint 700 as shown in FIG. 2, depending on the state of the user, to enable selective gravity compensation.

참고로, 도 2는 본 발명에 따른 중력보상을 위한 상지 외골격 로봇을 도시한 도면이다.2 is a view showing an upper limb exoskeleton robot for gravity compensation according to the present invention.

일반적인 상지 외골격 로봇의 경우 모터 또는 모터가 사용되는 않은 구조로 상완의 굴곡(flexion)-신전(extension)과 내회전-외회전이 가능하도록 제작되어 있지만 사람의 어깨 움직임 구조가 복잡하고 로봇의 회전 축 수가 제한되어 있어 상지의 움직임 특히, 어깨 부분의 움직임이 자연스럽지 못하다. In general, the upper extremity exoskeleton robot is designed to be able to flexion - extension and internal rotation - external rotation of the upper arm with no motor or motor used. However, the human shoulder movement structure is complex and the number of rotation axis of the robot is limited And the motion of the upper limbs, especially the movement of the shoulder part, is not natural.

본 발명에서는 간단한 추가적 회전 구조물 즉, 상기 회전관절(600)과 상기 회전관절(600)의 대체 관절인 상기 스프링 로디드 메커니즘 관절(700)의 추가만으로 착용자의 어깨 움직임 가동범위가 확장되고 어깨의 자연스러운 움직임을 제공하게 된다.In the present invention, a simple additional rotating structure, that is, the addition of the rotary joint 600 and the spring loaded mechanism joint 700, which is an alternative joint of the rotary joint 600, enlarges the range of motion of the shoulder movement of the wearer, Motion.

상완의 굴곡-신전과 내회전-외회전의 가동범위가 제한되고 자연스럽지 못한 로봇 착용시 간단한 팔꿉과 손목의 굴곡-신전 운동은 가능하지만 넓은 범위에서 자연스러운 3차원적인 모션을 구현하는 데는 한계가 있다.The bending of the upper arm - extension and inner rotation - the range of motion of the outer rotation is limited and it is possible to carry out simple extension and wrist bending - extension movement when the robot is not natural, but it is limited to realize the natural three dimensional motion in a wide range.

따라서, 외골격 로봇 착용 후 머리를 만지거나 물 마시기 등의 눈높이 레벨에서 신체 중심을 향한 일상생활동작 구현 시 움직임이 다소 제한적일 수밖에 없다.Therefore, it is inevitable that the movements are somewhat restricted in realizing the daily life movement toward the body center at the eye level such as touching the head or drinking water after wearing the exoskeleton robot.

본 발명에 따른 움직임 개선과 중력보상을 위한 상지 외골격 로봇은 도 1에 도시된 바와 같이 상완 지지부(100)과 연결되는 상지 외골격 로봇의 기구에 회전관절(600)이 추가되어 표시된 방향으로 회전가능하기 때문에 상완의 움직임에 있어서 가동범위에 크게 제한이 없어 삼차원 공간상에서 자연스러운 움직임의 구현이 가능하다.The upper extremity exoskeleton robot for motion improvement and gravity compensation according to the present invention is characterized in that a rotation joint 600 is added to the mechanism of an upper limb exoskeleton robot connected to the upper arm supporter 100 as shown in FIG. 1, Therefore, there is no limit to the range of motion of the upper arm, so that it is possible to realize a natural movement in the three-dimensional space.

필요에 따라 회전관절(600)에 굴곡-신전 및 내회전-외회전 회전구조 중 하나를 고정하여 사용할 수 있다. 특히, 단순한 운동에 있어 굴곡-신전 운동 회전구조의 추가만으로도 어깨 관절의 굴곡-신전 운동이 자연스럽게 구현될 수 있다.One of the flexion-extension and inner-rotation-outer-rotation structures may be fixed to the rotary joint 600 as needed. Particularly, in the simple movement, the flexion-extension movement of the shoulder joint can be naturally realized by merely adding the flexion-extension movement rotation structure.

회전관절(600)이 추가 되면 지지대에 의해 고정되어 있어 외골격 로봇의 무게 중에서 회전관절 하부의 무게가 착용자의 팔에 일부 영향이 줄 수 있다. 이에 대한 해결책으로, 상기 회전관절(600)을 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 스프링 로디드 메커니즘 관절(700)로 교체하여 사용함에 따라, 착용된 본 발명에 따른 움직임 개선과 중력보상을 위한 상지 외골격 로봇은 상완의 경우 팔을 든 상태에서 중력을 보상하면서, 어깨의 굴곡/신전 및 내회전/외회전이 자연스럽게 이루어 질 수 있다. When the rotation joint 600 is added, the weight of the rotatable joint under the exoskeleton robot may be partially influenced by the arm because it is fixed by the support. As a solution to this problem, by replacing the rotary joint 600 with the spring-loaded mechanism joint 700 as shown in FIG. 2, The exoskeleton robot can compensate for gravity with the arm in the upper arm, and flexion / extension and internal / external rotation of the shoulder can be done naturally.

특히, 중력의 영향을 받는 머리 근처로 손을 접근할 때의 어깨 굴곡(Flexion) 움직임도 손을 앞으로 뻗을 때 외회전 방향의 움직임에서 로봇 팔의 중력 방향으로 처짐을 효과적으로 보상할 수 있다.Especially, the flexion movement when approaching the hand near the head affected by gravity can effectively compensate the deflection of the robot arm in the gravitational direction from the motion in the external rotation direction when the hand extends forward.

따라서, 상기 스프링 로디드 메커니즘 관절(700)의 스프링(spring) 텐션이 상완의 굴곡, 외회전 방향으로 가해지도록 관절을 구성하여 사용할 수가 있다. Therefore, joints can be constructed so that the spring tension of the spring loaded mechanism joint 700 is applied in the direction of bending and external rotation of the upper arm.

이때, 상기 스프링(spring)의 텐션이 강하면 상완의 회전에 도움을 줄 뿐만 아니라 로봇 팔 및 사용자의 팔 무게에 대한 중력보상까지 동시에 이루어질 수 있다.At this time, if the tension of the spring is strong, not only the rotation of the upper arm can be assisted, but also the gravity compensation of the robot arm and the arm weight of the user can be performed at the same time.

즉, 지구 중심 방향으로만 떨어지는 힘을 상쇄시키는 기존에 개발된 중력보상 장치와 상이하게 상기 스프링 로디드 메커니즘 관절(700)이 사용된 본 발명에 따른 상지 외골격 로봇은 중력에 의해 발생되는 회전력에 대한 보상을 해줄 수가 있다. In other words, the upper limb exoskeleton robot according to the present invention, in which the spring-loaded mechanism joint 700 is used differently from the conventionally developed gravity compensator that cancels the force falling only in the direction of the center of the globe, I can give you compensation.

사용자의 팔 무게 상지 외골격 로봇의 무게에 대한 중력보상은 기본적으로 상기 상지 지지부(100)의 고무줄 탄성에 의해 이루어지므로 상기 스프링 로디드 메커니즘 관절(700)은 중력에 의해 발생되는 회전력에 대한 중력보상만 하기 때문에 스프링의 텐션이 너무 크지 않아도 된다.Since the gravity compensation for the weight of the user's arm upper extremity exoskeleton robot is basically performed by the elastic elasticity of the upper support part 100, the spring loaded mechanism joint 700 can compensate the gravity compensation for the rotational force generated by the gravity So that the tension of the spring does not need to be too large.

특히, 본 발명에 따른 상지 외골격 로봇은사용자에 상태에 따라 상완의 굴곡, 외회전 방향으로만 힘이 가해지도록 상기 스프링 로디드 메커니즘 관절(700)을 동시에 구성하여 사용할 수도 있고, 필요에 따라 한쪽에만 상기 스프링 로디드 메커니즘 관절(700)을 적용하여 사용할 수도 있다.In particular, the upper extremity exoskeleton robot according to the present invention may be configured to simultaneously use the spring loaded mechanism joint 700 so that force is exerted only in the direction of bending and external rotation of the upper arm according to the state of the user, The spring loaded mechanism joint 700 may be used.

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 하기에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.

100 : 상완 지지부
200 : 팔꿉 회전축
300 : 팔지지부
400 : 손목 회전축
500 : 손지지부
600 : 회전관절
700 : 스프링 로디드 메커니즘 관절100: upper arm support
200:
300: Sales Branch
400: Wrist shaft
500: Sonji Branch
600: rotating joint
700: spring loaded mechanism joint

Claims (4)

상지 외골격 로봇 착용시 상완을 수용하여 지지하고 수직방향으로 운동이 가능한 상완 지지부(100);
상기 상완 지지부(100)와의 결합시 팔의 굴곡/신전을 가능하게 하는 팔꿉 회전축(200); 및
일단이 상기 팔꿉 회전축(200)과 전방으로 결합되어 팔을 지지하는 팔지지부(300);를 포함하되,
상기 상완 지지부(100)와 상기 팔꿉 회전축(200) 주위에 연결되어 어깨의 굴곡/신전 또는 내회전/외회전이 추가적으로 가능하게 하는 회전관절(600);을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 외골격 로봇.
An upper arm support (100) which receives and supports the upper arm when the upper extremity skeleton robot is worn and can move in the vertical direction;
An abutting rotary shaft 200 that allows bending / extension of the arm when engaged with the upper arm supporting portion 100; And
(300), one end of which is coupled to the upright rotating shaft (200) in the forward direction to support the arm,
Further comprising a rotation joint (600) connected to the upper arm support part (100) and around the rotation axis (200) so that a shoulder flexion / extension or internal / external rotation is additionally enabled.
제 1항에 있어서,
상기 팔지지부(300)의 타단과 결합된 손목의 회전을 가능하게 하는 손목 회전부(400); 및
상기 손목 회전부(400)의 선단에 형성되어 손을 지지하는 손지지부(500);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상지 외골격 로봇.
The method according to claim 1,
A wrist rotation part 400 for enabling rotation of the wrist combined with the other end of the supporting part 300; And
And a hand holding part (500) formed at a distal end of the wrist rotation part (400) for supporting a hand.
제 1항 또는 제2항에 있어서,
상기 회전관절(600)이 스프링 로디드 메커니즘 관절(700)로 교체되어 중력을 보상하는 것을 특징으로 하는 상지 외골격 로봇.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the rotary joint (600) is replaced with a spring loaded mechanism joint (700) to compensate for gravity.
제 3항에 있어서,
상기 스프링 로디드 메커니즘 관절(700)의 스프링(spring) 텐션을 조절하여 상완의 회전력과 중력보상력을 조절하는 것을 특징으로 하는 상지 외골격 로봇.The method of claim 3,
And the spring tension of the spring-loaded mechanism joint (700) is adjusted to adjust the rotational force and the gravity compensation force of the upper arm.
KR1020140179085A 2014-12-12 2014-12-12 Upper limb exoskeleton robot for movement improvement and gravity compensation KR101740881B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140179085A KR101740881B1 (en) 2014-12-12 2014-12-12 Upper limb exoskeleton robot for movement improvement and gravity compensation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140179085A KR101740881B1 (en) 2014-12-12 2014-12-12 Upper limb exoskeleton robot for movement improvement and gravity compensation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160071661A true KR20160071661A (en) 2016-06-22
KR101740881B1 KR101740881B1 (en) 2017-05-29

Family

ID=56364901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140179085A KR101740881B1 (en) 2014-12-12 2014-12-12 Upper limb exoskeleton robot for movement improvement and gravity compensation

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101740881B1 (en)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107320910A (en) * 2017-06-29 2017-11-07 浙江大学 A kind of submissive rehabilitation ectoskeleton of upper limbs
RU179188U1 (en) * 2016-07-06 2018-05-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" EXCOSCELETON OF ELBOW JOINT
KR20180045559A (en) * 2016-10-26 2018-05-04 재단법인대구경북과학기술원 Elbow exoskeleton robot
CN108527336A (en) * 2018-06-22 2018-09-14 北京建筑大学 Synchronous ectoskeleton mechanical arm
KR101989274B1 (en) * 2018-03-16 2019-09-30 이권우 Arm support mechanism
KR102034988B1 (en) * 2019-05-15 2019-10-21 김일열 Transport aid device for reducing arm joint overload
RU194028U1 (en) * 2018-10-17 2019-11-25 Андрей Владимирович Синегуб Device for passive therapeutic exercises using a nitinol drive
CN111184620A (en) * 2020-01-14 2020-05-22 哈尔滨工业大学 Elbow joint exoskeleton robot is driven to flexible rope with compensation arrangement
KR102142578B1 (en) * 2019-04-04 2020-08-10 현대자동차(주) Combining structure of wearable apparatus
CN111906815A (en) * 2020-08-19 2020-11-10 上海微电机研究所(中国电子科技集团公司第二十一研究所) Execution joint integrated structure for exoskeleton robot joint
IT201900007848A1 (en) 2019-06-03 2020-12-03 Milano Politecnico Load compensation device, in particular gravitational loads, applicable to exoskeletons
CN112847435A (en) * 2020-12-31 2021-05-28 洛阳尚奇机器人科技有限公司 Light mechanical arm with passive gravity compensation
KR20220072108A (en) 2020-11-24 2022-06-02 경북대학교 산학협력단 Module-based upper-limb rehabilitation robot that is able to be disassembled or combined

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102152163B1 (en) 2019-02-14 2020-09-08 중앙대학교 산학협력단 Apparatus for variable gravity compensation

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101163903B1 (en) 2010-08-13 2012-07-09 한국과학기술원 Robot shoulder appratus for stroke patients rehabilitation

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101241800B1 (en) * 2010-12-09 2013-03-14 전자부품연구원 Exoskeleton Apparatus For Assistant physical strength

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101163903B1 (en) 2010-08-13 2012-07-09 한국과학기술원 Robot shoulder appratus for stroke patients rehabilitation

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU179188U1 (en) * 2016-07-06 2018-05-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Воронежский государственный технический университет" EXCOSCELETON OF ELBOW JOINT
KR20180045559A (en) * 2016-10-26 2018-05-04 재단법인대구경북과학기술원 Elbow exoskeleton robot
CN107320910A (en) * 2017-06-29 2017-11-07 浙江大学 A kind of submissive rehabilitation ectoskeleton of upper limbs
KR101989274B1 (en) * 2018-03-16 2019-09-30 이권우 Arm support mechanism
CN108527336A (en) * 2018-06-22 2018-09-14 北京建筑大学 Synchronous ectoskeleton mechanical arm
CN108527336B (en) * 2018-06-22 2023-09-22 北京建筑大学 Synchronous exoskeleton mechanical arm
RU194028U1 (en) * 2018-10-17 2019-11-25 Андрей Владимирович Синегуб Device for passive therapeutic exercises using a nitinol drive
KR102142578B1 (en) * 2019-04-04 2020-08-10 현대자동차(주) Combining structure of wearable apparatus
JP2020168712A (en) * 2019-04-04 2020-10-15 現代自動車株式会社Ｈｙｕｎｄａｉ Ｍｏｔｏｒ Ｃｏｍｐａｎｙ Combination structure of wearable device
US11376148B2 (en) * 2019-04-04 2022-07-05 Hyundai Motor Company Combined structure of wearable apparatus
KR102034988B1 (en) * 2019-05-15 2019-10-21 김일열 Transport aid device for reducing arm joint overload
IT201900007848A1 (en) 2019-06-03 2020-12-03 Milano Politecnico Load compensation device, in particular gravitational loads, applicable to exoskeletons
WO2020245038A1 (en) 2019-06-03 2020-12-10 Politecnico Di Milano Load compensation device, in particular of gravitational loads, applicable to exoskeletons
CN111184620A (en) * 2020-01-14 2020-05-22 哈尔滨工业大学 Elbow joint exoskeleton robot is driven to flexible rope with compensation arrangement
CN111906815A (en) * 2020-08-19 2020-11-10 上海微电机研究所(中国电子科技集团公司第二十一研究所) Execution joint integrated structure for exoskeleton robot joint
CN111906815B (en) * 2020-08-19 2024-04-12 上海微电机研究所(中国电子科技集团公司第二十一研究所) Execution joint integrated structure for exoskeleton robot joint
KR20220072108A (en) 2020-11-24 2022-06-02 경북대학교 산학협력단 Module-based upper-limb rehabilitation robot that is able to be disassembled or combined
CN112847435A (en) * 2020-12-31 2021-05-28 洛阳尚奇机器人科技有限公司 Light mechanical arm with passive gravity compensation

Also Published As

Publication number Publication date
KR101740881B1 (en) 2017-05-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101740881B1 (en) Upper limb exoskeleton robot for movement improvement and gravity compensation
US11179288B2 (en) Leg orthosis and orthosis
CN104644381B (en) A kind of ectoskeleton three-degree of freedom flexible ankle device
CN209059884U (en) A kind of wearable lower limb rehabilitation robot
WO2015084177A1 (en) Upper limb exoskeleton
WO2018093448A2 (en) Robotic upper limb rehabilitation device
CN209203951U (en) Guiding mechanism, lower limb rehabilitation ectoskeleton and exoskeleton robot
KR101669130B1 (en) Multi-DOF shoulder rehabilitation robot adapting to anatomical structure of shoulder joint
CN1325229C (en) Dress-able type flexible exoskeleton manipulator
CN104622668A (en) Bionic shoulder joint movement rehabilitation training apparatus
ITMI20101769A1 (en) BIOMEDICAL DEVICE FOR ROBOTIZED REHABILITATION OF THE HUMAN UPPER BODY, PARTICULARLY FOR THE NEUROMOTORY REHABILITATION OF THE ARTICULATION OF THE SHOULDER AND OF THE ELBOW.
CN211188112U (en) Wearable rehabilitation type lower limb exoskeleton robot
CN105434144A (en) Forearm turning and wrist bending rehabilitation device and turning and bending method thereof
CN108836732B (en) Upper limb rehabilitation training exoskeleton mechanism with human-machine motion compatibility and passive gravity balance characteristics
EP2981240B1 (en) Mechanical linkage
KR101316840B1 (en) Exoskeleton apparatus for rehabilitation of upper limb
CN106137687A (en) A kind of lower limb exoskeleton robot
JP2014530078A (en) Lower extremity exoskeleton
CN108524184A (en) A kind of hand exoskeleton device based on the driving of prebuckling elasticity fiber tube
Smith et al. Design of a perfect balance system for active upper-extremity exoskeletons
CN109124988A (en) Guiding mechanism, lower limb rehabilitation ectoskeleton and exoskeleton robot
WO2021093919A3 (en) Orthosis for controlled movement and/or fixing of a lower arm and/or a hand
CN204501524U (en) A kind of ectoskeleton three-degree of freedom flexible ankle device
CN204601060U (en) The bionical device for healing and training of a kind of shoulder joint kinesitherapy
CN110787024B (en) Shoulder joint rehabilitation exoskeleton mechanism adopting unpowered compensation joints

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant