KR20180076007A - Wearable glove system - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 손의 근력보조를 통한 재활훈련이나 근력강화를 위한 수단으로 사용될 수 있는 웨어러블 글러브 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a wearable glove system which can be used as a means for rehabilitation training or muscle strength strengthening by supporting the strength of the hand.
성인 장애(Adult disability)의 주요 원인인 뇌졸중(Stroke)은 뇌 혈류 공급의 감소로 야기되며, 신체 일부의 기능 저하나 마비를 유발시킴으로써 일상 생활 활동(Activities of Daily Living, ADL)을 어렵게 하고 있다.Stroke, a major cause of adulthood, is caused by a decrease in cerebral blood flow, which makes it difficult for the Activities of Daily Living (ADL) to be caused by the dysfunction or paralysis of some parts of the body.
특히, 뇌졸중 또는 척수손상(Spuinal cord injury)과 같은 신경 손상(Neurological injury)은 손의 장애를 유발시켜 일상생활에 많은 불편함을 겪게 되며, 이로 인해 삶의 질이 급격히 저하된다.In particular, neurological injuries such as stroke or spinal cord injury cause disability of the hand, leading to a great deal of discomfort in daily life, resulting in a drastic decrease in quality of life.
한편, 뇌졸중 직후 마비되었던 기능은 국소적인 부종과 혈종의 개선, 혈액 순환의 개선, 뇌압의 정상화, 대사 이상의 개선에 의해 대개 3개월 내에 90% 이상이 회복되지만, 기능적 회복(Functional recovery)은 뇌가소성(Neuroplasticity)에 의해 환자의 노력과 재활치료를 통하여 수년 후까지도 계속될 수 있다.On the other hand, the function that was paralyzed shortly after stroke was recovered by 90% or more within 3 months due to local edema, hematoma improvement, improvement of blood circulation, normalization of brain pressure and improvement of metabolism. Functional recovery, however, (Neuroplasticity) can be continued until several years after patient's effort and rehabilitation.
이와 관련하여 운동기능의 회복 기전(Motor recovery)이 반복적인 연습에 의한 운동 습득(Motor learning)의 기전과 유사하다는 것이 알려지면서 운동 습득의 이론이 뇌졸중의 재활치료에 도입되고 있다. In this regard, it is known that motor recovery is similar to the mechanism of motor learning by repetitive practice, and the theory of exercise acquisition is being introduced into the rehabilitation of stroke.
그리고, 뇌졸중 후 운동기능의 회복을 유도하기 위하여 행동학적 치료(운동치료, 작업치료 등의 재활치료)가 동반되는 추세를 보이고 있으며, 이를 위해 다양한 재활치료 장치들이 연구 및 개발되고 있다. In addition, behavioral therapy (rehabilitation therapy such as exercise therapy and occupational therapy) is accompanied with a tendency to induce recovery of motor function after stroke, and various rehabilitation treatment devices are being researched and developed for this purpose.
일 예로 대한민국 등록특허 제10-1500483“손가락 재활 시스템 및 이의 재활 방법”에는 명령어들을 입력하는 단말기와, 상기 단말기의 지시를 받아 환자의 손가락에 대한 근력 운동을 실행하는 로봇 기구부와, 상기 단말기의 지시를 받아 상기 로봇기구부의 동작을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 손가락 재활 시스템 기술이 게시되어 있다.For example, Korean Patent Registration No. 10-1500483 entitled " Finger rehabilitation system and its rehabilitation method ", comprises a terminal for inputting commands, a robot mechanism for performing a muscle force exercise on a finger of a patient under the direction of the terminal, And a control unit for controlling the operation of the robot mechanism unit.
또한, 대한민국 공개특허 10-2012-0134076“손가락 재활 운동 장치의 능동 보조 제어 방법 및 장치”에도 손가락 재활 운동 장치의 능동 보조를 위한 제어장치가 게시되는 등 손가락 재활훈련을 위한 다양한 연구 개발이 이루어지고 있다.In addition, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0134076 entitled " Active Assistive Control Method and Apparatus for Finger Rehabilitation Exercise Device " also discloses a control device for active assistance of the finger rehabilitation exercise device, have.
본 발명의 목적은 손의 근력보조를 통한 재활훈련이나 근력강화를 위한 수단으로 사용될 수 있는 웨어러블 글러브 시스템을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a wearable glove system which can be used as a means for rehabilitation training or strengthening of muscular strength through a muscle power assist of the hand.
본 발명의 다른 목적은 근력보조를 위한 동력전달 구조 및 이에 따른 제어계통이 간소화된 웨어러블 글러브 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wearable glove system in which a power transmission structure for supporting muscle strength and a control system therefor are simplified.
본 발명의 또 다른 목적은 근력강화를 위한 부하 공급시 각 손가락별 서로 다른 부하가 공급될 수 있도록 하는 웨어러블 글러브 시스템을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a wearable glove system that allows different loads to be supplied for each finger when a load for strength is strengthened.
본 발명은 사용자의 손등에 위치되는 메인바디와, 상기 메인바디와 탄성을 가지는 복원 와이어를 통해 연결되며, 사용자 각 손가락의 삽입공간을 제공하기 위한 복수의 핑거로 구성되는 핑거부와, 상기 각 핑거의 복원 와이어의 연결 위치와 대향되는 위치에서 굽힘 와이어를 통해 각각의 핑거와 연결되며, 모터의 회전력을 이용하여 상기 굽힘 와이어를 권취하면서 핑거를 굽힘 조작하기 위한 구동장치와, 통신수단을 이용하여 컨트롤러와 연결 가능하며, 연결된 컨트롤러를 통해 수신되는 제어신호를 바탕으로 상기 구동장치를 제어하는 구동 제어부 및 상기 핑거부의 각 핑거에 구비되어 손가락의 굽힘 정도를 감지하고 이를 저항값의 변화로 측정하는 복수의 가변저항을 포함하며, 상기 구동장치는 근력보조를 통한 재활훈련의 목적으로 사용될 경우 상기 컨트롤러의 제어신호를 전달받은 구동 제어부에 의해 굽힘 조작을 위한 보조력을 제공하며, 근력강화를 위한 목적으로 사용될 경우에는 상기 복수의 가변저항을 통해 측정된 저항값을 전달받은 구동 제어부에 의해 굽힘 조작에 대한 피드백 부하를 제공하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a finger system comprising a main body positioned on a user's hand, a finger connected to the main body via a resilient wire having elasticity and configured to provide a space for inserting a user's finger, A driving device connected to each finger through a bending wire at a position opposite to a connecting position of the restoring wire of the bending wire and for bending the finger while winding the bending wire by using the rotational force of the motor, A drive control unit for controlling the drive unit on the basis of a control signal received through a connected controller, and a control unit for detecting a degree of bending of the finger and measuring the degree of bending of the finger, And a variable resistor, the drive being used for rehabilitation training through muscle aids A bending operation is performed by a drive control unit that receives a control signal of the controller and provides an assist force for a bending operation when it is used for the purpose of muscle strength enhancement, And provides a feedback load on the operation.
근력보조를 통한 재활훈련의 목적으로 사용되는 구동장치는 사용자가 손목에 파지 가능한 착용부와, 상기 착용부 일측에 구비되어 엄지손가락의 굽힘 조작을 위한 조작력을 제공하는 엄지구동모터와, 상기 착용부의 타측에 구비되어 검지와 중지, 약지 및 소지의 굽힘 조작을 위한 조작력을 제공하기 위한 각각의 핑거구동모터를 포함하여 구성되며, 상기 엄지구동모터와 각각의 핑거구동모터는 각각 대응되는 굽힘 와이어와 연결되는 것을 특징으로 한다.A drive device used for the purpose of rehabilitation training through muscle aiding assistance includes a wearable portion that can be grasped by a user on the wrist, a thumb drive motor provided on one side of the wearable portion to provide an operation force for bending the thumb, And a finger drive motor provided on the other side for providing an operation force for bending operation of detecting and stopping, and a finger and a bezel, wherein the thumb drive motor and each finger drive motor are connected to a corresponding bending wire .
상기 착용부는 탄성을 가지는 재질로 요철 형상을 포함하도록 성형되는 것을 특징으로 한다.The wearer is characterized by being formed to have a concavo-convex shape by a material having elasticity.
근력강화를 위한 목적으로 사용되는 구동장치는 근력강화를 수행하고자 하는 손가락과 대응되는 개수의 근력강화모터와, 상기 근력강화모터의 구동을 제어하기 위한 모터 드라이버와, 상기 근력강화모터에 의해 회전하며, 상기 굽힘 와이어와 연결되는 풀리 및 상기 근력강화모터에 공급되는 전원을 제어하기 위한 스위치;를 포함하여 구성되며, 상기 풀리는 원웨이 클러치 타입으로 형성되어 상기 굽힘 와이어를 권취하는 경우에는 동기 회전하여 모터의 회전력을 전달하고, 사용자에 의해 손가락이 펼쳐질 경우에는 헛돌면서 모터로 힘의 전달이 이루어지지 않는 것을 특징으로 한다.A driving device used for the purpose of strengthening muscle strength includes a muscle strengthening motor corresponding to the number of fingers to be strengthened, a motor driver for controlling the driving of the muscle strengthening motor, A pulley connected to the bending wire, and a switch for controlling power supplied to the muscle-strengthening motor, wherein the pulley is formed as a one-way clutch type, and when the bending wire is wound, And when the finger is unfolded by the user, the force is not transmitted to the motor while idling.
상기 핑거부는 하나의 핑거가 적어도 2개 이상의 마디로 형성되며, 각각의 마디는 돌출부와 체결부가 억지끼움 방식으로 체결되어 회전 가능하게 구성됨으로써 관절부를 형성하고, 각 핑거의 관절부 중 적어도 어느 일측에는 상기 가변저항이 설치되어 굽힘 조작에 따라 시계방향 또는 반시계 방향으로 함께 회전하는 것을 특징으로 한다.Wherein each of the fingers is formed with at least two fingers, each of the fingers being coupled to the protruding portion and the fastening portion in a forced fit manner so as to be rotatable, thereby forming joints, and at least one of the joints of the fingers A variable resistor is provided and rotated together in a clockwise direction or a counterclockwise direction in accordance with the bending operation.
본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템은 사용 목적에 따라 근력보조를 통한 재활훈련 또는 근력 강화를 위한 수단으로 선택 사용될 수 있다. The wearable glove system according to the present invention can be used as a means for rehabilitation training or muscle strength enhancement through muscle aids depending on the purpose of use.
또한, 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템은 원웨이 클러치 방식의 풀리구조를 사용함에 따라 와이어를 풀리에 감을 때는 모터 회전에 의해 감기지만 와이어를 풀 때는 사용자가 당기는 힘에 의해서만 풀리게 된다.Further, the wearable glove system according to the present invention uses a pulley structure of a one-way clutch type so that when the wire is wound on the pulley, the wire is wound by the motor rotation but is released only by the pulling force of the user when the wire is loosened.
따라서, 사용자가 손가락을 굽힌 상태에서 펼치는 위치까지만 와이어가 풀리게 되며, 이로 인해 과도한 와이어의 풀림이 방지되어 와이어가 항시 긴장 상태를 유지하게 된다. 또한, 이와 같이 긴장상태가 유지되는 와이어는 깔끔하게 정돈된 형태를 유지할 수 있다.Thus, the wire is released only to the position where the user spreads the fingers in the bent state, thereby preventing the excessive wire from being loosened, so that the wire always maintains the tension state. Further, the wire kept in such a tense state can maintain a neatly arranged shape.
그리고, 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템에서는 핑거부와 메인바디가 복원 와이어에 의해 연결되어 사용자가 손가락을 펼치고자 할 경우 복원 와이어의 탄성이 손가락 펼침 동작을 보조하게 된다. In the wearable glove system according to the present invention, when the fingers and the main body are connected to each other by the restoring wire so that the user tries to unfold the finger, elasticity of the restoring wire assists the finger unfolding operation.
또한, 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템에서는 근력 보조를 통한 재활훈련으로 사용될 경우 자이로센서 또는 가속도 센서를 포함하는 조이스틱 형태의 컨트롤러에 의해 손가락의 굽힘 조작이 이루어질 수 있도록 함으로써 보다 용이하게 재활훈련을 위한 조작이 이루어질 수 있는 이점을 가진다. In addition, in the wearable glove system according to the present invention, if a finger is flexed by a joystick type controller including a gyro sensor or an acceleration sensor when it is used as a rehabilitation training through muscle aids assistant, Can be achieved.
뿐만 아니라, 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템을 근력 강화를 위한 형태로 사용하게 될 경우에는 각 관절부에 위치되는 가변저항에 의해 접힘 방향을 인지하고, 각 손가락의 굽힘 정도에 따른 가변 저항값에 따라 부하가 조정됨으로써 보다 저렴하고 간단한 구성과 이에 따른 제어계통으로 근력 강화를 위한 제어가 이루어질 수 있다.In addition, when the wearable glove system according to the present invention is used as a form for strengthening muscular strength, the folding direction is recognized by a variable resistor located at each joint, The control for strengthening muscular strength can be performed with a simple and inexpensive configuration and a control system accordingly.
도 1 은 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템의 요부구성인 글러브와 구동장치의 일실시 예를 보인 도면.
도 2 및 도 3 은 본 발명의 요부구성인 핑거부의 상세 구조를 보이기 위한 도면.
도 4 은 본 발명의 요부구성인 핑거부의 굽힘 및 펼침 조작을 보이기 위한 도면.
도 5 는 본 발명의 요부구성인 구동장치의 일실시 예를 보인 도면.
도 6 은 본 발명의 요부구성인 구동장치의 다른 실시 예를 보인 도면.
도 7 은 본 발명의 요부구성인 컨트롤러의 일실시 예를 보인 도면.
도 8 은 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템을 근력보조를 통한 재활 훈련에 적용한 모습을 보이기 위한 도면.
도 9 는 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템을 근력보조를 통한 재활 훈련에 적용한 다른 실시 형태를 보이기 위한 도면.
도 10 은 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템을 근력강화에 적용한 모습을 보이기 위한 도면.
도 11 및 도 12 는 도 10 에서 핑거부의 부하공급 구조를 설명하기 위한 도면.
도 13 은 도 10 에서 구동장치의 일 실시 예를 보인 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view illustrating an embodiment of a glove and a driving device which are essential components of a wearable glove system according to the present invention.
2 and 3 are views showing a detailed structure of a finger portion which is a main constituent of the present invention.
4 is a view showing a bending and spreading operation of a finger part which is a main constituent of the present invention.
5 is a view showing an embodiment of a driving apparatus which is a main constituent of the present invention.
6 is a view showing another embodiment of a driving apparatus which is a main constituent of the present invention.
FIG. 7 illustrates an embodiment of a controller that is a main component of the present invention. FIG.
8 is a view showing a state in which a wearable glove system according to the present invention is applied to rehabilitation training through muscle aids.
9 is a view showing another embodiment in which the wearable glove system according to the present invention is applied to rehabilitation training through muscle aiding assistance.
10 is a view showing a state in which a wearable glove system according to the present invention is applied to strengthening muscles.
11 and 12 are views for explaining the load supply structure of the finger portion in Fig.
13 is a view showing an embodiment of a driving apparatus in Fig.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. It is to be understood, however, that the spirit of the invention is not limited to the embodiments shown and that those skilled in the art, upon reading and understanding the spirit of the invention, may easily suggest other embodiments within the scope of the same concept.
도 1 에는 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템의 요부구성인 글러브와 구동장치의 일실시 예를 보인 도면이 도시되어 있고, 도 2 및 도 3 에는 본 발명의 요부구성인 핑거부의 상세 구조를 보이기 위한 도면이 도시되어 있으며, 도 4 에는 본 발명의 요부구성인 핑거부의 굽힘 및 펼침 조작을 보이기 위한 도면이 도시되어 있고, 도 5 에는 본 발명의 요부구성인 구동장치의 일실시 예를 보인 도면이 도시되어 있다.FIG. 1 is a view showing an embodiment of a glove and a driving device, which are essential parts of a wearable glove system according to the present invention. FIGS. 2 and 3 show a detailed structure of a finger part constituting a main part of the present invention And FIG. 4 is a view showing a bending and spreading operation of a finger part which is a main constituent of the present invention, and FIG. 5 is a view showing an embodiment of a driving device constituting a main part of the present invention have.
이들 도면을 참조하면, 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템은 크게 사용자가 착용하는 글러브(100)와, 상기 글러브(100)를 착용한 사용자 손가락을 굽힘 조작하기 위한 구동장치(400)를 포함하며, 근력보조를 위한 보조력을 전달받도록 구성되거나, 근력강화를 위한 부하를 제공받을 수 있도록 구성된다.Referring to these figures, the wearable glove system according to the present invention mainly includes a
우선, 근력보조를 위한 구성일 경우 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템은 사용자의 손등에 위치되는 메인바디(240)와, 상기 메인바디(240)와 탄성을 가지는 복원 와이어(320)를 통해 연결되며, 사용자 각 손가락의 삽입공간을 제공하기 위한 복수의 핑거로 구성되는 핑거부(200) 및 상기 핑거부(200)의 굽힘 조작을 위한 구동장치(400)가 포함된다.The wearable glove system according to the present invention is connected to the
상세히, 상기 메인바디(240)는 사용자의 손등에 안착 가능한 형태로 형성되며, 전원공급을 위한 전원부(280)와, 제어신호의 전달을 위한 통신수단(290) 및 상기 통신수단(290)을 통해 전달되는 신호를 수신하여 상기 구동장치(400)를 제어하는 구동제어부(260)를 포함하여 구성된다.In detail, the
상기 통신수단(290)은 근거리 무선통신 모듈일 수 있으며, 본 실시 예에서는 NRF24101 무선모듈을 이용하여 아래에서 설명할 컨트롤러(600, 도 7 참조)를 통해 제어신호가 전달될 수 있도록 한다.The communication means 290 may be a short-range wireless communication module. In this embodiment, a control signal can be transmitted through the controller 600 (see FIG. 7), which will be described below, by using the NRF 24101 wireless module.
상기 구동제어부(260)는 메인제어부(262, 도 6 참조)와 모터제어부(264, 도 6 참조)로 구분된다. The
상기 메인제어부(262, 도 6 참조)는 상기 컨트롤러(600, 도 7 참조)를 통해 제어신호를 수신하고, 수신된 제어신호를 상기 모터제어부(264, 도 6 참조)로 전달한다. 6) receives the control signal through the controller 600 (see FIG. 7), and transmits the received control signal to the motor control unit 264 (see FIG. 6).
상기 모터제어부(264, 도 6 참조)는 상기 메인제어부(262, 도 6 참조)를 통해 수신된 제어신호에 따라 상기 핑거부(200)의 굽힘 조작을 위한 모터의 구동을 제어한다. The motor control unit 264 (see FIG. 6) controls the driving of the motor for the bending operation of the
상기 핑거부(200)를 구성하는 핑거는 적어도 2개 이상의 마디가 결합되어 형성된다. 즉, 엄지손가락이 삽입되는 핑거의 경우 2마디 구조로 형성될 수 있으며, 검지와 중지, 약지 및 소지의 경우에는 3마디의 구조를 가지도록 형성되어 사용자의 손가락 관절과 대응되는 굽힘 형태를 가진다. The fingers constituting the
도 2를 참조하면, 중지가 삽입되는 핑거의 경우 제1마디(210)와 제2마디(230) 및 제3마디(250)가 제1관절부(211)와 제2관절부(231)를 중심으로 굽힘 조작 가능하도록 결합된다.Referring to FIG. 2, in the case of the finger to which the stop is inserted, the first, second, and
이를 위해 상기 제1관절부(211)는 상기 제1마디(210)의 후단 좌우 양측에서 각각 외측으로 돌출 형성되어 회전 중심을 형성하는 제1돌출부(212)와 상기 제2마디(230)의 전단 좌우 양측에서 상기 제1돌출부(212)와 대응되는 형상의 홀이 형성되는 제1체결부(232)로 구성된다.The first
제2관절부(231)는 제2마디(230)의 후단 좌우 양측에서 각각 외측으로 돌출 형성되어 회전 중심을 형성하는 제2돌출부(234)와, 상기 제3마디(250)의 전단 좌우 양측에서 상기 제2돌출부(234)와 대응되는 형상의 홀이 형성되는 제2체결부(252)로 구성된다.The second
또한, 상기 제2관절부(231)의 일측에는 가변저항(270)이 끼움 장착되어 핑거의 회전 시 함께 회전하면서 회전 정도에 따른 저항값을 측정하게 된다.In addition, a
상기 제1마디(210)와 제2마디(230) 및 제3마디(250)의 하면에는 굽힘 와이어(340)의 연결을 위한 와이어 연결부(216, 236, 256)가 형성되어 결합 완료된 핑거가 굽힘 와이어(340)에 의해 굽힘 조작될 수 있다.
그리고, 상기 핑거의 상측에는 굽혀진 핑거가 펼침 위치로 용이하게 복귀할 수 있도록 상기 제1마디(210)와 제2마디(230), 제3마디(250) 및 상기 메인바디(240)의 상측을 연결하는 복원 와이어(320)가 더 구비된다. The first and
또한, 상기 제3마디(250)에는 복원 와이어(320)의 연결을 위한 와이어 고정구(254)가 더 구비될 수 있으며, 이와 같은 와이어 고정구(254)는 상기 메인바디(240)에도 더 형성될 수 있다.A
상기 핑거부(200)를 구성하는 각 핑거는 PLA(Poly Lactic Acid) 재질로 형성되어 환경호르몬은 물론 중금속 등 유해물질이 검출되지 않아 사용자가 보다 안전하게 장착할 수 있다.Each of the fingers constituting the
또한, 복원 와이어(320)의 탄성에 의해서 핑거부(200)의 펼침 조작이 이루어 짐에 따라 불필요한 동력 소모를 방지할 수 있다.Further, unnecessary power consumption can be prevented because the unfolding operation of the
한편, 상기 구동장치(400)는 사용자가 파지하는 착용부(420)와, 상기 착용부(420) 일측에 구비되어 상기 핑거부(200)를 굽힘 조작하기 위한 회전력을 제공하는 복수의 모터를 포함하여 구성된다. The
상세히, 상기 착용부(420)는 탄성을 가지는 재질로 요철형상을 포함하는 밴드 형상으로 형성된다. 따라서, 재질이 가지는 탄성과 형상 변형에 따른 확장이 가능하게 되어 사용자가 용이하게 착용할 수 있다. 본 실시 예에서 상기 착용부(420)는 전술한 핑거부(200)와 마찬가지로 PLA(Poly Lactic Acid) 재질로 형성됨으로써 사용자가 보다 안전하게 장착할 수 있도록 한다.In detail, the wearing
또한, 상기 착용부(420)에는 복수의 모터를 설치하기 위한 브래킷(410)이 더 형성된다. Further, the
상기 브래킷(410)은 모터의 개수와 일대일 대응되어 모터의 장착공간을 제공한다. The
상기 복수의 모터는 상기 글러브(100)를 착용한 사용자의 엄지손가락을 굽힘 조작하기 위한 엄지구동모터(440)와, 검지와 중지, 약지 및 소지를 굽힘 조작하기 위한 4개의 핑거구동모터(460)로 구분된다. The plurality of motors includes a
그리고, 상기와 같이 구분되는 각각의 모터는 상기 핑거부(200)를 구성하는 각각의 핑거와 일대일 대응되어 굽힘 와이어(340)로 연결된다. Each of the motors is connected with a
한편, 도 6 에는 본 발명의 요부구성인 구동장치의 다른 실시 예를 보인 도면이 도시되어 있다.FIG. 6 is a view showing another embodiment of the driving device constituting the main part of the present invention.
본 실시 예에서는 구동장치(400)를 구성하는 착용부(420)에 일체로 형성되는 브래킷(410)이 모터의 설치공간을 제공함은 물론, 구동제어부(260)의 설치공간을 함께 제공하도록 구성된다.In this embodiment, the
그리고, 상기 착용부(420)에는 커버(430)가 더 체결되어 상기 착용부(420) 외측을 감싸면서 상기 구동제어부(260)가 설치된 브래킷(410)의 상측을 차폐하게 된다.The
도 7 에는 본 발명의 요부구성인 컨트롤러의 일실시 예를 보인 도면이 도시되어 있다.FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of a controller which is a main component of the present invention.
도면을 참조하면, 본 발명에 따른 컨트롤러(600)는 사용자가 파지하는 하우징(610)과, 상기 하우징(610)의 상측에 구비되어 상/하/좌/우로 방향 조작이 가능한 레버(620)와, 상기 하우징(610) 내부에 수용되어 기울기를 감지하기 위한 기울기 감지센서(680) 및 하우징(610) 일측에 구비되어 사용자가 누름 조작 가능한 제1버튼(640) 및 제2버튼(660)을 포함하도록 구성된다. Referring to the drawings, a
상세히, 상기 레버(620)는 상기 구동 제어부(260)로 검지와 중지, 약지 및 소지의 굽힘 조작을 위한 제어명령을 전달하기 위한 구성으로 사용자의 조작 방향에 따라 해당되는 손가락을 굽히기 위한 모터의 구동이 이루어지도록 한다. In detail, the
본 실시 예에서는 사용자가 레버(620)를 상측으로 이동시킬 경우 중지, 하측은 소지, 좌측은 약지, 우측은 검지를 굽힐 수 있도록 설정된다. In the present embodiment, when the user moves the
그리고, 상기 기울기 감지센서(680)는 컨트롤러(600)의 상하 위치 이동을 감지하여 주먹을 쥐거나 펼칠 수 있도록 제어명령을 발생시키는 구성으로, 본 실시 예에서는 상측으로 위치이동 할 경우 주먹을 펼치고, 하측으로 위치이동 할 경우 주먹을 쥐도록 설정된다. The tilt sensor 680 detects a vertical movement of the
상기 제1버튼(640)은 엄지를 굽힘 조작하기 위한 제어명령을 전달하기 위한 구성이며, 상기 제2버튼(660)은 역기능 버튼으로 제2버튼(660)을 누른 상태에서 레버(620)를 조작할 경우 해당 방향으로 설정된 손가락이 펴지도록 제어명령이 전달된다. 그리고, 엄지의 경우에는 제2버튼(660)을 누른 상태에서 제1버튼(640)을 누를 경우 엄지의 펼침 조작을 위한 제어명령이 전달된다. The
상기와 같이 구성은 전술한 바와 같이 근력보조를 위한 재활훈련을 목적으로 하는 형태로 도 8 에 도시된 바와 같이 적용될 수 있다.The configuration as described above can be applied as shown in FIG. 8 in the form of rehabilitation training for muscle strength assisting as described above.
도 8 은 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템을 근력보조를 통한 재활 훈련에 적용한 모습을 보이기 위한 도면으로, 사용자가 글러브(100)와 구동장치(400)를 장착한 상태에서 상기 컨트롤러(600)를 제어하여 재활훈련을 수행하게 된다.FIG. 8 is a view for showing a state in which the wearable glove system according to the present invention is applied to rehabilitation training through muscle aiding assistant. When the user controls the
상세히, 사용자가 검지 손가락의 재활훈련을 수행하고자 할 경우 사용자는 상기 컨트롤러(600)의 레버(620)를 좌측 방향으로 이동시켜 구동제어부(260)로 제어명령을 전달하게 되고, 상기 구동제어부(260)에서는 검지와 굽힘 와이어(340)로 연결된 핑거모터(460)를 작동시켜 검지의 굽힘 조작을 보조하게 된다. The user moves the
그리고, 굽혀진 검지를 다시 펼치고자 할 경우에는 상기 컨트롤러(600)의 제2버튼(660)을 누른 상태에서 검지의 굽힘 조작과 마찬가지로 레버(620)를 좌측 방향으로 이동시킴으로써 검지의 펼침 조작을 위한 보조력이 제공된다.When the bent
한편, 도 9 에는 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템을 근력보조를 통한 재활 훈련에 적용한 다른 실시 형태를 보이기 위한 도면이 도시되어 있다. 본 도면에서는 전술한 실시 예와 동일한 기능의 구성일 경우 도면부호의 표기를 생략하고, 동일명칭으로 설명한다.FIG. 9 is a view illustrating another embodiment in which the wearable glove system according to the present invention is applied to rehabilitation training through muscle aiding assistance. In the figure, in the case of the configuration having the same functions as those of the above-described embodiment, the denotations of the reference numerals are omitted and the same names are used.
도면을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시 형태에서는 전술한 실시 예에서 사용자가 손목에 착용하는 구동장치(400)가 상기 메인바디(240)와 연결되어 사용자의 손바닥 하측에 위치하는 형태로 구성될 수 있다. Referring to the drawings, in another embodiment of the present invention, a
이를 위해서 본 실시 예에서는 상기 메인바디(240)와 착용부가 하나의 원을 형성하여 사용자의 손을 감싸는 형태로 형성되며, 이와 같이 형성되는 착용부에는 전술한 실시예와 마찬가지로 복수의 모터가 장착되며, PLA 재질로 형성될 수 있다.For this purpose, in the present embodiment, the
한편, 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템은 전술한 바와 같이 근력 강화를 위한 목적으로 사용될 수 있다.Meanwhile, the wearable glove system according to the present invention can be used for the purpose of strengthening the muscular strength as described above.
도 10 에는 본 발명에 따른 웨어러블 글러브 시스템을 근력강화에 적용한 모습을 보이기 위한 도면이 도시되어 있고, 도 11 및 도 12 에는 도 10 에서 핑거부의 부하공급 구조를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있으며, 도 13 에는 도 10 에서 구동장치의 일 실시 예를 보인 도면이 도시되어 있다.10 is a view for showing a state in which the wearable glove system according to the present invention is applied to muscle strength strengthening, and FIGS. 11 and 12 are views for explaining the load supply structure of the finger unit in FIG. Fig. 13 is a view showing an embodiment of the drive system in Fig.
이들 도면을 참조하면, 근력 강화의 경우에는 전술한 구동장치(400)의 실시 형태와 달리 모터를 이용하여 부하를 제공하는 근력강화 구동장치(700)가 포함되며, 각각의 핑거에 설치된 가변저항(270)에 의해 제어명령이 전달된다. Referring to these figures, in the case of strengthening muscular strength, unlike the embodiment of the driving
상세히, 근력 강화 실시형태의 경우에는 사용자가 직접 각각의 핑거를 굽힘 조작할 경우 굽힘 정도에 따라 가변 부하를 제공하도록 구성된다. Specifically, in the case of the muscle strengthening embodiment, the user is configured to directly provide a variable load according to the degree of bending when each of the fingers is bent.
이를 위해 본 실시 예에서는 상기 각 핑거의 관절부에 가변저항(270)을 하나씩 구비하여 각각의 핑거가 회전하는 정도에 따른 저항값을 감지하게 된다.To this end, in the present embodiment, one
상기 가변저항(270)은 전술한 바와 같이 상기 관절부를 구성하는 돌출부에 끼움 장착되어 함께 회전 가능하도록 구성되어 회전 정도와 회전 방향에 따라 다른 저항값을 나타낸다.As described above, the
그리고, 상기와 같은 구조로 감지되는 저항값은 메인제어부(262)로 전달되며, 상기 메인제어부(262)에서는 각각의 핑거를 굽힘 조작하기 위한 근력강화 구동장치(700)로 저항값에 해당하는 동작 신호를 전달하여 사용자가 손가락을 굽힘 조작할 경우 이에 따른 부하를 제공하게 된다. The resistance value sensed by the above structure is transmitted to the
또한, 상기 메인제어부(262)와 가변저항(270) 및 모터 사이에는 도 11에 도시된 바와 같이 별도의 근력강화 보드(720)가 더 구비될 수 있으며, 간단한 배선 연결을 통해 용이하게 제어계통을 형성할 수 있다.11, a separate
한편, 상기 근력강화 구동장치(700)는 근력을 강화하고자 하는 손가락 일부만 연결하여 동작 될 수 있으며, 본 실시 예에서는 2개의 손가락을 연결하는 구조로 2개의 근력강화모터(780)와 이에 연결되는 풀리(760) 및 이의 구동을 위한 모터드라이버(790)와 전원제어를 위한 스위치(740)가 하나의 케이스(720)에 수용 및 장착되어 구성된다.Meanwhile, in the present embodiment, the two
그리고, 상기 풀리(760)는 굽힘 와이어(340)를 통해 핑거와 연결되어 모터의 회전력을 사용자 굽힘 조작시 부하로 제공하게 된다. The
또한, 상기 풀리(760)는 원웨이 클러치 타입으로 형성되어 힘의 방향이 일방향으로만 전달되도록 구성된다. Further, the
따라서, 상기 굽힘 와이어(340)를 권취하는 경우에는 풀리(760)에 모터의 힘이 전달되어 굽힘 와이어(340)를 감게 되지만 사용자에 의해 손가락이 펼쳐질 경우에는 모터가 역방향으로 회전하더라도 풀리(760)에 회전력이 전달되지 않고 헛돌면서 굽힘 와이어(340)가 풀어지지 않게 된다.Accordingly, when the
따라서, 과도한 굽힘 와이어(340)의 늘어짐이 방지됨에 따라 굽힘 와이어(340)가 긴장 상태를 유지할 수 있도록 한다.Thus, the sagging of the
100........ 글러브
200........ 핑거부
210........ 제1마디
230........ 제2마디
240........ 메인바디
250........ 제3마디
270........ 가변저항
320........ 복원 와이어
340........ 굽힘 와이어
400........ 구동장치
420........ 착용부
440........ 엄지구동모터
460........ 핑거구동모터
600........ 컨트롤러
700........ 근력강화 구동장치100 ........
210 ........ First bar 230 ........ Second bar
240 ........
270 ........
340
420 ........
460 ............
700 ........ Muscle strengthening drive
Claims (5)
상기 메인바디와 탄성을 가지는 복원 와이어를 통해 연결되며, 사용자 각 손가락의 삽입공간을 제공하기 위한 복수의 핑거로 구성되는 핑거부;
상기 각 핑거의 복원 와이어 연결 위치와 대향되는 위치에서 굽힘 와이어를 통해 각각의 핑거와 연결되며, 모터의 회전력을 이용하여 상기 굽힘 와이어를 권취하면서 핑거를 굽힘 조작하기 위한 구동장치;
통신수단을 이용하여 컨트롤러와 연결 가능하며, 연결된 컨트롤러를 통해 수신되는 제어신호를 바탕으로 상기 구동장치를 제어하는 구동 제어부; 및
상기 핑거부의 각 핑거에 구비되어 손가락의 굽힘 정도를 감지하고 이를 저항값의 변화로 측정하는 복수의 가변저항;을 포함하며,
상기 구동장치는,
근력보조를 통한 재활훈련의 목적으로 사용될 경우 상기 컨트롤러의 제어신호를 전달받은 구동 제어부에 의해 굽힘 조작을 위한 보조력을 제공하며,
근력강화를 위한 목적으로 사용될 경우에는 상기 복수의 가변저항을 통해 측정된 저항값을 전달받은 구동 제어부에 의해 굽힘 조작에 대한 피드백 부하를 제공하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 글러브 시스템.
A main body positioned in the user ' s hand;
A plurality of fingers connected to the main body through resilient restoring wires to provide a space for inserting respective fingers of the user;
A driving device connected to each finger through a bending wire at a position opposite to a restoring wire connecting position of each finger and bending the finger while winding the bending wire by using a rotational force of the motor;
A drive control unit connectable to the controller by using a communication unit and controlling the drive unit based on a control signal received through a connected controller; And
And a plurality of variable resistors provided on each of the fingers of the finger portion to sense a degree of bending of the finger and measure the change in resistance value,
The driving device includes:
And an assist force for a bending operation is provided by a drive control unit that receives a control signal of the controller when used for the purpose of rehabilitation training through muscle aiding assist,
And a feedback control unit for providing a feedback load on the bending operation by the drive control unit, which receives the resistance value measured through the plurality of variable resistors when used for the purpose of strengthening muscular strength.
사용자가 손목에 파지 가능한 착용부와,
상기 착용부 일측에 구비되어 엄지손가락의 굽힘 조작을 위한 조작력을 제공하는 엄지구동모터와,
상기 착용부의 타측에 구비되어 검지와 중지, 약지 및 소지의 굽힘 조작을 위한 조작력을 제공하기 위한 각각의 핑거구동모터;를 포함하여 구성되며,
상기 엄지구동모터와 각각의 핑거구동모터는 각각 대응되는 굽힘 와이어와 연결되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 글러브 시스템.
The driving device according to claim 1, wherein the driving device used for the purpose of rehabilitation training through muscle-
A wearable portion which can be gripped by the user on the wrist,
A thumb drive motor provided at one side of the wearer to provide an operation force for bending the thumb,
And finger drive motors provided on the other side of the wearer to provide an operation force for detecting and stopping,
Wherein the thumb driving motor and each finger driving motor are connected to corresponding bending wires.
상기 착용부는 탄성을 가지는 재질로 요철 형상을 포함하도록 성형되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 글러브 시스템.
3. The method of claim 2,
Wherein the wearer is formed to have a concavo-convex shape with elasticity.
근력강화를 수행하고자 하는 손가락과 대응되는 개수의 근력강화모터와,
상기 근력강화모터의 구동을 제어하기 위한 모터 드라이버와,
상기 근력강화모터에 의해 회전하며, 상기 굽힘 와이어와 연결되는 풀리; 및
상기 근력강화모터에 공급되는 전원을 제어하기 위한 스위치;를 포함하여 구성되며,
상기 풀리는 원웨이 클러치 타입으로 형성되어 상기 굽힘 와이어를 권취하는 경우에는 동기 회전하여 모터의 회전력을 전달하고, 사용자에 의해 손가락이 펼쳐질 경우에는 헛돌면서 모터로 힘의 전달이 이루어지지 않는 것을 특징으로 하는 웨어러블 글러브 시스템.
The driving device according to claim 1, wherein the driving device used for the purpose of strengthening muscle strength comprises:
A number of muscle-strength-enhancing motors corresponding to the fingers to be strengthened,
A motor driver for controlling driving of the muscle-strengthening motor,
A pulley rotated by the muscle-strengthening motor and connected to the bending wire; And
And a switch for controlling power supplied to the muscle-strengthening motor,
The pulley is formed as a one-way clutch type so that when the bending wire is wound, the rotation of the motor is synchronously rotated to transmit the rotational force of the motor. When the finger is unfolded by the user, the force is not transmitted to the motor while idling. Wearable glove system.
하나의 핑거가 적어도 2개 이상의 마디로 형성되며, 각각의 마디는 돌출부와 체결부가 억지끼움 방식으로 체결되어 회전 가능하게 구성됨으로써 관절부를 형성하고, 각 핑거의 관절부 중 적어도 어느 일측에는 상기 가변저항이 설치되어 굽힘 조작에 따라 시계방향 또는 반시계 방향으로 함께 회전하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 글러브 시스템.
2. The apparatus according to claim 1,
Wherein one finger is formed of at least two nodes, each of the nodes having a protruding portion and a fastening portion which are fastened together and rotatable to form a joint, and at least one of the joints of each finger has the variable resistor And is rotated in a clockwise or counterclockwise direction according to a bending operation.
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E902 | Notification of reason for refusal | ||
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