KR20200058680A - Pneumatic electronic prosthetic hand for sports - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a pneumatic electronic prosthesis for sports. More specifically, the present invention relates to a pneumatic electronic prosthesis for sports, which sets hand movements and grip pressures to correspond to any sports event, and controls the same pneumatically to provide an optimized electronic prosthesis for each sports event at an affordable price. Since the electronic prosthesis is detachable, amputated patients can enjoy various sports simply by replacing the electronic prosthesis.

Description

스포츠용 공압식 전자 의수{PNEUMATIC ELECTRONIC PROSTHETIC HAND FOR SPORTS}PNEUMATIC ELECTRONIC PROSTHETIC HAND FOR SPORTS}

본 발명은 스포츠용 공압식 전자 의수에 관한 것으로, 보다 상세하게는 임의의 스포츠 종목에 대응되도록 손의 움직임과 그립 압력을 설정하고 이를 공압으로 제어하여 저렴한 가격으로 스포츠 종목별 최적화된 전자의수를 제공하고, 전자의수는 착탈가능하도록 구비하여, 절단환자가 전자의수를 교체하는 것만으로 다양한 스포츠를 즐길 수 있도록 한 스포츠용 공압식 전자 의수에 관한 것이다.The present invention relates to a pneumatic electronic prosthesis for sports, and more specifically, to set a hand movement and a grip pressure to correspond to an arbitrary sports event and to control it pneumatically, to provide an optimized number of electrons for each sports event at an inexpensive price. , The electronic prosthesis is provided to be detachable, and it relates to a pneumatic electronic prosthesis for sports that allows a cutting patient to enjoy various sports simply by replacing the electronic prosthesis.

절단환자의 손을 대체하는 의수는 기능에 따라 크게 미관수와 기능수로 나눌 수 있다.The number of hands to replace the amputated patient's hand can be largely divided into aesthetic and functional numbers depending on the function.

이 중 미관수는 절단부위를 가려 미관이 개선되도록 하는 것으로 실리콘 등의 재질을 이용하여 제작되고 있으며 물건을 잡는 등의 기능은 하지 못하므로 일상생활에는 큰 불편이 있었다.Among them, aesthetic water is made by using a material such as silicone to cover the cut to improve the aesthetic, and it does not function to hold an object, so there was a great inconvenience to everyday life.

한편 기능수는 의수에 기능을 구비한 것으로, 통상 뇌파나 근전도 검출결과를 기준으로 하여 모터를 제어함으로써 물건을 잡거나 놓는 등의 기능을 수행하도록 한 것이다.On the other hand, the number of functions is provided with a function in the prosthesis, and it is intended to perform functions such as grabbing or placing an object by controlling the motor based on the results of detecting EEG or EMG.

그 예로 하나의 모터로 손가락을 동시에 구동하는 기술은 제조 단가는 저렴한 편이지만, 각 손가락을 개별적으로 제어할 수 없기 때문에 대상 물체를 파지하는데 있어 정밀한 파지력 구현과 유지가 어려운 문제점이 있었다.For example, the technology of simultaneously driving a finger with a single motor is inexpensive, but since each finger cannot be individually controlled, it is difficult to implement and maintain a precise gripping force in gripping an object.

이에 따라 각 손가락마다 모터를 구비하여 각 손가각이 개별적으로 제어되도록 하는 전자의수가 개발되었으나, 이는 각 관절마다 모터가 구비되기 때문에 상당한 전력을 요하게 되고, 전자 의수 자체의 무게가 많이 나가기 때문에 착용자의 체력에 부담을 주어 체력소모가 큰 스포츠 경기 등에서는 적용이 어려운 문제점이 있었다. Accordingly, an electronic prosthesis has been developed that has a motor for each finger so that each hand angle can be controlled individually, but this requires considerable power because a motor is provided for each joint. There was a problem in that it was difficult to apply it in a sports game where physical fitness was large due to the burden on physical strength.

더욱이 상기 전자의수는 통상 하나의 의수로 밥을 먹거나 물건을 들어올리는 등 일상생활에서 범용적으로 사용될 수 있도록 개발되고 있으며, 이와 같이 다양한 동작을 동시에 수행하기 위해서는 보다 세밀한 제어가 요구되었다.Moreover, the electronic prosthesis has been developed to be used universally in everyday life, such as eating rice or lifting an object with a single prosthesis, and more detailed control is required to simultaneously perform various operations.

즉, 고가의 고성능 뇌파 또는 근전도 센서를 이용하여 사용자가 목적하는 움직임을 뇌파 또는 근전도 센서만으로 판단하여 다수의 모터를 개별제어하는 전자의수의 경우 너무 고가여서 일반인이 사용하기는 어려움이 있었다.That is, in the case of the electronic number that individually controls a plurality of motors by using the expensive high-performance EEG or EMG sensor to determine the user's desired movement using only the EEG or EMG sensor, it is difficult for the general public to use.

이에 대한 해결책으로 본 발명의 출원인은 대한민국 특허출원 10-2017-0107051호에서 근전도센서의 감도를 다소 낮추어 근전도센서로부터 검출된 근육활성화 신호에 따라 손가락이 동시에 일괄적으로 동작되도록 하면서 전자 의수의 회전방향 또는 전자 의수에 구비된 터치패널상 터치입력에 따라 손가락을 개별적으로 제어하도록 함으로써, 전자 의수로 일상생활이 가능하도록 하면서 가격을 낮추는 기술을 제시하였다.As a solution to this, the applicant of the present invention lowers the sensitivity of the EMG sensor somewhat in Korean Patent Application No. 10-2017-0107051, so that the fingers are simultaneously operated in accordance with the muscle activation signal detected by the EMG sensor while rotating the electronic prosthesis in the rotational direction. Or, by individually controlling the finger according to the touch input on the touch panel provided in the electronic prosthesis, a technique of reducing the price while enabling daily life with the electronic prosthesis was proposed.

이러한 전자의수에 대한 연구개발의 일환으로 본 발명의 출원인은 절단환자의 생활만족도를 향상시키기 위하여 밥을 먹는 등의 일상생활 외에도 스포츠도 부담없이 수행할 수 있도록 하는 전자의수를 개발하기에 이르렀다.As part of the research and development of these electronic prostheses, the applicant of the present invention has developed an electronic prosthesis that can carry out sports in addition to daily life such as eating rice, etc. in order to improve the life satisfaction of amputated patients. .

이에 따라 본 발명은 스포츠를 수행하기 위한 전자 의수를 개발하되, 해당 스포츠에 요구되는 최소한의 동작만을 공압을 이용하여 수행하도록 함으로써 전자 의수의 설계 및 제작이 용이하도록 하고 저렴한 비용으로 생산이 가능하도록 하여 다수의 절단 환자가 어렵지 않게 전자의수를 구매할 수 있도록 하면서 동일 사용자가 동시에 다수개의 전자의수를 구비할 수 있도록 하여 다양한 스포츠를 즐길 수 있도록 한 스포츠용 공압식 전자의수를 제공하는 데 목적이 있다.Accordingly, the present invention develops an electronic prosthesis for performing sports, but allows only the minimum motion required for the sport to be performed using pneumatics, thereby facilitating the design and manufacture of the electronic prosthesis and enabling production at low cost. It is an object of the present invention to provide a pneumatic electronic prosthetic for sports so that the same user can have multiple electronic prostheses at the same time while allowing multiple cutting patients to purchase the electronic prosthesis without difficulty. .

또한 공압을 이용하여 스포츠에 요구되는 그립동작 및 그립압력을 제어함으로써 종래 관절마다 모터를 구비할 경우 모터부피로 인하여 그립각도가 제한되고 모터가 설정회전수만큼 회전되어야 하므로 최적의 파지를 위한 그립각도보다 손가락이 더 꺽이면서 파지대상물 또는 의수가 부서지거나 크랙이 발생되는 등의 문제점을 해결하여 의수 및 파지대상물의 손상이 발생하지 않도록 함과 아울러 파지대상물의 굵기에 상관없이 파지가 가능하도록 하여 스포츠를 즐기는데 어려움이 발생하지 않도록 하는 데 다른 목적이 있다. In addition, by controlling the grip action and grip pressure required for sports by using pneumatics, when a motor is provided for each joint, the grip angle is limited due to the motor volume and the motor must be rotated by a set number of revolutions, so the grip angle for optimal grip It solves problems such as broken or cracked objects or prosthesis while the fingers are more bent, and prevents damage to prosthetic and prosthetic objects, and enables gripping regardless of the thickness of the object. There is another purpose to ensure that there are no difficulties in enjoying.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 절단된 팔에 부착되고 부착위치에서 손목까지 소정 형상으로 형성되는 암부; 상기 암부의 일단에 착탈가능하도록 결합되며 손바닥부분과 상기 손바닥부분에 링크와 관절로 각각 연결되는 손가락부분을 포함하여 구성되는 핸드부; 상기 암부의 절단된 팔부분과 접하는 위치에 구비되어 팔의 근육 활성화 정도를 측정하는 근전도 센서부; 상기 핸드부의 손바닥부분에 구비되고 각 손가락에 구비된 링크와 연결되어 입력되는 제어신호에 따라 상기 링크를 일괄적으로 기 설정된 압력으로 동시에 구동하는 공압발생부; 및, 상기 근전도 센서부로부터 전송된 신호를 기준으로 공압발생부로 동작제어신호를 출력하는 제어부를 포함하여 구성되는 스포츠용 공압식 전자 의수에 있다.Features of the present invention for achieving the above object is attached to the amputated arm and the arm portion formed in a predetermined shape from the attachment position to the wrist; A hand portion that is detachably coupled to one end of the arm portion and comprises a palm portion and a finger portion connected to the palm portion by links and joints, respectively; An EMG sensor unit provided at a position in contact with the cut arm portion of the arm to measure the degree of muscle activation of the arm; A pneumatic generating unit which is provided on the palm portion of the hand portion and is connected to a link provided on each finger to simultaneously drive the link at a predetermined pressure according to a control signal inputted; And a control unit outputting an operation control signal to the pneumatic generator based on the signal transmitted from the EMG sensor unit.

상기 스포츠용 공압식 전자 의수의 암부 또는 핸드부에는 입력되는 제어신호에 따라 핸드부를 소정각도 회전시키는 회전부와, 팔의 회전각도를 검출하기 위한 회전각 센서부가 더 구비되고 상기 제어부는 근전도 센서부 및 회전각 센서부로부터 전송되는 신호를 기준으로 상기 회전부로 동작제어신호를 출력하여 핸드부의 각도를 조절한다.The arm or hand part of the pneumatic electronic prosthesis for sports further includes a rotation part for rotating the hand part at a predetermined angle according to an input control signal, and a rotation angle sensor part for detecting the rotation angle of the arm, and the control part comprises an electromyography sensor part and a rotation The angle of the hand part is adjusted by outputting an operation control signal to the rotating part based on the signal transmitted from each sensor part.

특히 수영을 위해서 상기 암부 또는 핸드부에는 영법선택을 위한 입력부가 더 구비되고, 상기 입력부로부터 전송된 신호와 근전도센서 및 회전각 센서부로부터 전송되는 신호를 기준으로 핸드부의 각도를 조절하여, 선택된 영법으로 수영이 가능하도록 한다.In particular, for swimming, the arm part or the hand part is further provided with an input part for selecting an angle, and the angle of the hand part is adjusted based on a signal transmitted from the input part and a signal transmitted from the EMG sensor and the rotation angle sensor part, thereby selecting the selected method. Make it possible to swim.

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 의하면 해당 스포츠에 요구되는 최소한의 동작만을 공압을 이용하여 수행하도록 함으로써 전자 의수의 설계 및 제작이 용이하고 저렴한 비용으로 생산이 가능하여 다수의 절단 환자가 어렵지 않게 전자 의수를 구매할 수 있게 됨과 아울러 동일 사용자가 동시에 다수개의 전자 의수를 구비할 수 있게 되므로, 절단환자들도 다양한 스포츠를 즐길 수 있게 되는 효과가 있다.According to the present invention having the configuration as described above, it is easy to design and manufacture the electronic prosthesis and can produce at a low cost by performing only the minimum operation required for the corresponding sport using pneumatics, so that a large number of amputated patients are not difficult. In addition to being able to purchase an electronic prosthesis, the same user can have multiple electronic prostheses at the same time, so the amputated patient can enjoy various sports.

또한, 전자 의수가 부착될 팔의 근육 활성화 정도를 측정하여 그 결과에 따라 손가락을 일괄적으로 펴고 오므릴 수 있도록 하여, 사용자에게 즐기고자 하는 스포츠의 라켓이나 공 등을 간편하게 잡을 수 있도록 함으로써 만족도가 향상되는효과가 있다.In addition, by measuring the degree of muscle activation of the arm to which the electronic prosthesis is to be attached, the fingers can be opened and closed in bulk according to the result, so that the user can easily grasp the racket or ball of the sport to be enjoyed. It has the effect of improving.

그리고 핸드부의 그립 동작의 세기가 적합한 방식으로 변경될 수 있어 사용에 있어서 편의성이 극대화될 수 있다.In addition, since the strength of the grip motion of the hand portion can be changed in a suitable manner, convenience in use can be maximized.

더욱이 손가락들의 움직임을 공기압으로 조정함으로써 정밀한 위치 제어와 강도 제어가 가능하고 이로 인하여 파지대상물이나 손가락의 손상이 발생하지 않는 효과가 있다.Moreover, by controlling the movement of the fingers with air pressure, precise position control and strength control are possible, and thus there is an effect that damage to the gripping object or the finger does not occur.

아울러, 본 발명이 전자 의수는 핸드부가 암부에 탈부착가능하도록 구비되므로 즐기고자 하는 스포츠 종목 즉, 골프, 야구, 배드민턴, 수영과 같은 다양한 스포츠에 맞는 핸드부만 암에 탈/부착하면 되고, 이들은 간단한 구성으로 조작되도록 제조되어 비용이 저렴하므로 동일 사용자가 여러 스포츠종목별 전자의수를 구비하여 원하는 전자의수를 선택해서 사용할 수 있으므로 일상생활의 만족도가 향상되는 효과가 있다.In addition, since the electronic prosthesis of the present invention is provided so that the hand part is detachably attached to the arm part, only the hand parts suitable for various sports such as golf, baseball, badminton, swimming, etc. need to be attached / detached to the arm. Since it is manufactured to be operated in a configuration and is inexpensive, the same user can select and use the desired number of electronics for various sports events, thereby improving the satisfaction of daily life.

도 1은 본 발명에 따른 전자 의수를 나타내는 도면
도 2는 본 발명에 따른 전자 의수의 링크와 공압발생구 구조를 나타내는 도면
도 3은 본 발명에 따른 스포츠용 공압식 전자 의수의 전기적인 구조를 나타내는 블록도
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 스포츠용 공압식 전자 의수의 골프 적용예를 나타내는 도면
도 6은 본 발명에 따른 스포츠용 공압식 전자 의수의 다른 실시예를 나타내는 블록도
도 7은 본 발명에 따른 스포츠용 공압식 전자 의수의 수용을 위한 핸드부 구성을 나타내는 도면
도 8 내지 도 11은 본 발명에 따른 스포츠용 공압식 전자 의수의 수영 적용예를 나타내는 도면1 is a view showing the number of electrons according to the present invention
Figure 2 is a view showing the structure of the link and pneumatic outlet of the electronic prosthesis according to the present invention
Figure 3 is a block diagram showing the electrical structure of a pneumatic electronic prosthesis for sports according to the present invention
4 and 5 are views showing a golf application example of a pneumatic electronic prosthetic for sports according to the present invention
Figure 6 is a block diagram showing another embodiment of a pneumatic electronic prosthesis for sports according to the present invention
7 is a view showing the configuration of a hand part for accommodating a sports pneumatic electronic prosthesis according to the present invention
8 to 11 are views showing a swimming application example of a pneumatic electronic prosthetic for sports according to the present invention

이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시 예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.However, this is not intended to limit the techniques described in this document to specific embodiments, and it should be understood that the embodiments of this document include various modifications, equivalents, and / or alternatives. In connection with the description of the drawings, similar reference numerals may be used for similar elements.

또한, 본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시 예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시 예들을 배제하도록 해석될 수 없다.Also, the terms used in this document are only used to describe specific embodiments, and may not be intended to limit the scope of other embodiments. Singular expressions may include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. Terms used herein, including technical or scientific terms, may have the same meaning as commonly understood by a person skilled in the art described in this document. Among the terms used in the present document, terms defined in the general dictionary may be interpreted as having the same or similar meaning in the context of the related art, and have an ideal or excessively formal meaning, unless explicitly defined in this document. Is not interpreted as In some cases, even terms defined in this document cannot be interpreted to exclude embodiments of the document.

본 발명에 따른 스포츠용 공압식 전자 의수는 도 1 내지 도 3에 나타내는 바와 같이, 절단된 팔에 부착되고 부착위치에서 손목까지 소정 형상으로 형성되는 암부(A); 상기 암부(A)의 일단에 착탈가능하도록 결합되며 손바닥부분(H1)과 상기 손바닥부분(H1)에 링크(12)와 관절(14)로 각각 연결되는 손가락 부분(H2)을 포함하여 구성되는 핸드부(H); 상기 암부(A)의 절단된 팔부분과 접하는 위치에 구비되어 팔의 근육 활성화 정도를 측정하는 근전도 센서부(20); 상기 핸드부(H)의 손바닥부분(H1)에 구비되고 각 손가락에 구비된 링크(12)와 연결되어 입력되는 제어신호에 따라 상기 링크(12)를 일괄적으로 기 설정된 압력으로 동시에 구동하는 공압발생부(30); 및, 상기 근전도 센서부(20)로부터 전송된 신호를 기준으로 공압발생부(30)로 동작제어신호를 출력하는 제어부(100)를 포함하여 구성된다.Sports pneumatic electronic prosthesis according to the present invention, as shown in Figures 1 to 3, attached to the cut arm and the arm portion (A) formed in a predetermined shape from the attachment position to the wrist; A hand that is detachably coupled to one end of the arm portion A and comprises a palm portion H1 and a finger portion H2 connected to the palm portion H1 by a link 12 and a joint 14, respectively. Negative (H); An EMG sensor unit 20 provided at a position in contact with the cut arm portion of the arm A to measure the degree of muscle activation of the arm; Pneumatics that are provided on the palm part (H1) of the hand part (H) and are connected to the link (12) provided on each finger to simultaneously drive the link (12) at a predetermined pressure according to the input control signal. Generation unit 30; And a control unit 100 outputting an operation control signal to the pneumatic generator 30 based on the signal transmitted from the EMG sensor unit 20.

상기에서 암부(A)와 핸드부(H)의 착탈구조는 공지의 착탈구조를 이용하는 것으로, 전기적 신호의 전달을 위하여 암부(A)와 핸드부(H)에는 각각 대응되는 한 쌍의 접속단자(접속핀과 소켓구조 등)가 구비되고, 암부(A)와 핸드부(H)는 각각 서로 대응되는 체결돌기와 체결홈을 구비하고, 이들의 결합상태가 견고하게 유지되도록 하기 위하여 상기 체결돌기는 별도의 조작버튼(스프링을 매개로 구비된 누름 스위치 등)에 의하여 체결홈과의 결합상태가 유지 또는 해제되도록 한다.In the above, the detachable structure of the arm part A and the hand part H uses a known detachable structure, and a pair of connection terminals corresponding to the arm part A and the hand part H, respectively, for the transmission of electrical signals ( Connection pins and socket structures, etc.), and the arm portion (A) and the hand portion (H) each have fastening protrusions and fastening grooves corresponding to each other, and the fastening protrusions are separately provided so that their coupling state is maintained firmly. By the operation button of the (pressing switch provided through the spring, etc.) to maintain or release the engagement state with the fastening groove.

아울러, 상기 접속단자의 가장자리에는 가스켓이 구비되어 수중 스포츠를 하거나 비가 오는 상황 등에서 접속단자에 기밀이 유지되도록 하며, 특히 수영을 위한 경우 상기 암부와 핸드부는 모두 방수기능을 갖도록 결합부 등에 가스켓 등이 구비된다.In addition, a gasket is provided at the edge of the connection terminal so that airtightness is maintained in the connection terminal in water sports or in a rainy situation. It is provided.

또한 상기 핸드부(H)에는 미끄럼방지패드나 미끄럼장지 돌기 등 미끄럼방지처리가 되도록 하여 라켓 등을 잡았을 때 미끄러지는 것을 방지함과 아울러 그립시에 핸드부(H)를 형성하는 금속이나 수지 등의 압력이 라켓에 직접 전달되지 않고 완충되도록 한다.In addition, the hand portion (H) is made of a non-slip pad or non-slip protrusion to prevent slipping when holding a racket, etc., as well as metal or resin forming a hand portion (H) during grip. Ensure that the pressure is not transferred directly to the racket but is cushioned.

그리고, 상기 공압발생부(30)는 해당 핸드부(H)가 어떠한 스포츠용인지에 따라 공압이 설정된다.In addition, the pneumatic generating unit 30 is set to the pneumatic pressure according to the hand portion (H) for which sports.

즉, 도 4 및 도 5에 나타내는 바와 같이 전자 의수가 골프용 오른손인 경우 동시에 골프채의 그립을 감쌀 수 있도록 엄지손가락 부분과 나머지 손가락 부분을 골프채를 감싸쥘 수 있는 정도로 동시에 굽혀지도록 공기압이 설정되는데, 엄지손가락을 제외한 부분은 각 손가락별로 개별적으로 형성할 수도 있으나 하나의 몸체로 형성할 수도 있다.That is, as shown in FIGS. 4 and 5, when the electronic prosthesis is a right hand for golf, the air pressure is set to be bent at the same time as the thumb portion and the remaining finger portion are bent at the same time so as to cover the golf club so as to cover the grip of the golf club at the same time. The part excluding the thumb may be formed individually for each finger, but may also be formed as one body.

또한 골프용 왼손인 경우 엄지손가락은 편 상태로 골프채 상에 평행하게 위치되고 나머지 손가락은 골프채를 감싸쥐게 되므로, 이에 맞도록 엄지손가락은 동작되지 않고 나머지 손가락들만 구동되도록 핸드부를 구성한다.In addition, in the case of the left hand for golf, the thumb is positioned parallel to the golf club in a straight state and the rest of the fingers are wrapped around the golf club, so that the thumb is not operated to match this, and only the rest of the fingers are configured to drive the hand.

한편, 상기 스포츠용 공압식 전자 의수의 암부(A) 또는 핸드부(H)에는 도 6에 나타내는 바와 같이 입력되는 제어신호에 따라 핸드부(H)를 소정각도 회전시키는 회전부(50)와, 팔의 회전각도를 검출하기 위한 회전각 센서부(60)가 더 구비되고, 상기 제어부(100)는 근전도 센서부(20) 및 회전각 센서부(60)로부터 전송되는 신호를 기준으로 상기 회전부(50)로 동작제어신호를 출력하여 핸드부(H)의 각도를 조절한다.On the other hand, the arm portion (A) or the hand portion (H) of the pneumatic electronic prosthetic for sports rotates the hand portion (H) at a predetermined angle according to the input control signal as shown in Figure 6, and the arm A rotation angle sensor unit 60 for detecting the rotation angle is further provided, and the control unit 100 is configured to rotate the rotation unit 50 based on signals transmitted from the EMG sensor unit 20 and the rotation angle sensor unit 60. Outputs the operation control signal to adjust the angle of the hand part (H).

상기에서 회전부(50)는 암부 또는 핸드부에 구비되는 모터, 상기 모터의 회전축에 결합되어 핸드부를 암부의 축방향을 기준으로 소정각도 회전시키는 기어, 베어링 등의 회전부재를 포함하여 구성된다.In the above, the rotating part 50 includes a motor provided in an arm part or a hand part, and a rotating member such as a gear and a bearing coupled to a rotation axis of the motor to rotate the hand part a predetermined angle based on the axial direction of the arm part.

이러한 회전부(50)와 회전각 센서부(60)는 특히 수영을 위해서 요구되며, 이와 같이 수영용 전자 의수인 경우 도 6 및 도 7에 나타내는 바와 같이 상기 암부(A) 또는 핸드부(H)에는 영법선택을 위한 영법선택용 입력부(70)가 더 구비되고, 상기 입력부(70)로부터 전송된 신호와 근전도 센서부(20) 및 회전각 센서부(60)로부터 전송되는 신호를 기준으로 핸드부(H)의 각도를 조절하여, 도 8 내지 도11에 나타내는 바와 같이 선택된 영법으로 수영할 수 있게 된다.The rotation unit 50 and the rotation angle sensor unit 60 are particularly required for swimming, and in the case of an electronic prosthesis for swimming as described above, as shown in FIGS. 6 and 7, the arm unit A or the hand unit H The input unit 70 for selecting the projection method is further provided, and the hand unit based on the signal transmitted from the input unit 70 and the signal transmitted from the EMG sensor unit 20 and the rotation angle sensor unit 60 By adjusting the angle of H), it is possible to swim in the selected swimming method as shown in FIGS. 8 to 11.

도 7에서 4개의 버튼은 각각 자유형, 배영, 평영, 접영의 선택버튼이고, 도 8은 접영을 예로써 나타내고, 도 9는 평영을 나타내며, 도 10은 배영을 나타내고 도 11은 자유형을 나타낸다.The four buttons in FIG. 7 are selection buttons of freestyle, backstroke, breaststroke, and butterfly, respectively, FIG. 8 shows butterfly as an example, FIG. 9 shows breaststroke, FIG. 10 shows backstroke, and FIG. 11 shows freestyle.

그리고 상기 회전각 센서부(60)는 자이로센서 등을 이용한다.In addition, the rotation angle sensor unit 60 uses a gyro sensor or the like.

한편, 상기한 스포츠용 공압식 전자 의수는 핸드부(H)의 악력을 설정할 수 있는데, 이를 위하여 암부 또는 핸드부에는 악력설정을 위한 악력설정용 입력부를 더 구비할 수 있으며, 상기 악력 설정을 위한 메뉴는 바형으로 형성되어 사용자가 미는 방향에 따라 악력이 조절되도록 하거나, 상승과 하강버튼을 구비하여 사용자가 누르는 조작에 의하여 악력이 조절되도록 하는 등, 다양한 방법으로 조작이 가능하고, 이에 따라 상기 공압발생부의 공압세기가 조정되어 악력이 조정된다.On the other hand, the above-mentioned pneumatic electronic prosthetic for sports can set the grip force of the hand part H. To this end, the arm part or the hand part may further include an input part for setting grip force for setting grip force, and a menu for setting the grip force. It is formed in a bar shape so that the grip force can be adjusted according to the direction the user pushes, or the rise and fall buttons are provided to control the grip force by a user pressing operation. The negative pneumatic strength is adjusted to adjust the grip force.

다만 본 발명은 간단하고 저렴한 스포츠용 전자 의수를 제공하기 위한 것으로 각 손가락마다의 악력은 조절하지 않고 다수개 손가락이 동시에 동일한 악력으로 조정되도록 하는것이 바람직하다.However, the present invention is to provide a simple and inexpensive sports electronic prosthesis, it is preferable to adjust the grip force for each finger and to adjust the multiple fingers to the same grip force at the same time.

그리고, 이러한 악력설정에 따라 잡는 동작이 동일한 스포츠 예를 들면, 베드민턴, 테니스, 골프 등 길쭉한 물건을 감싸쥐는 스포츠의 경우 하나의 핸드부를 이용하여 악력만을 다르게 설정함으로써 간편하게 이용할 수 있게 된다.In addition, in the case of sports in which the movement of catching according to the grip force setting is the same, for example, a sport that wraps an elongated object such as bedminton, tennis, golf, it is possible to use it simply by setting the grip force differently using one hand portion.

상기한 본 발명의 실시예에서 영법선택을 위한 입력부 및 악력설정부는 통상의 터치스크린을 사용하거나 누름버튼 혹은 슬라이딩 버튼 등을 사용할 수 있다.In the above-described embodiment of the present invention, the input unit and the grip setting unit for selection of the stroke may use a conventional touch screen or a push button or a sliding button.

따라서 본 발명에 의하면 사용자가 도 4 내지 5 및 도 8 내지 11에 나타내는 바와 같이 골프나 수영등을 경제적 부담없이 즐길 수 있게 된다.Accordingly, according to the present invention, the user can enjoy golf or swimming, etc. without economic burden, as shown in FIGS. 4 to 5 and 8 to 11.

A : 암부 H : 핸드부
H1 : 손바닥부분 H2 : 손가락부분
12 : 링크 14 : 관절
20 : 근전도 센서부 30 : 공압발생부
100 : 제어부A: Arm part H: Hand part
H1: Palm part H2: Finger part
12: link 14: joint
20: EMG sensor unit 30: pneumatic generator
100: control unit

Claims (5)

절단된 팔에 부착되고 부착위치에서 손목까지 소정 형상으로 형성되는 암부(A);
상기 암부(A)의 일단에 착탈가능하도록 결합되며 손바닥부분(H1)과 상기 손바닥부분(H1)에 링크(12)와 관절(14)로 각각 연결되는 손가락 부분(H2)을 포함하여 구성되는 핸드부(H);
상기 암부(A)의 절단된 팔부분과 접하는 위치에 구비되어 팔의 근육 활성화 정도를 측정하는 근전도 센서부(20);
상기 핸드부(H)의 손바닥부분(H1)에 구비되고 각 손가락에 구비된 링크와 연결되어 입력되는 제어신호에 따라 상기 링크를 일괄적으로 기 설정된 압력으로 동시에 구동하는 공압발생부(30); 및,
상기 근전도 센서부(20)로부터 전송된 신호를 기준으로 공압발생부(30)로 동작제어신호를 출력하는 제어부(100);
를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 스포츠용 공압식 전자 의수.An arm portion (A) attached to the cut arm and formed in a predetermined shape from the attachment position to the wrist;
A hand that is detachably coupled to one end of the arm A and comprises a palm portion H1 and a finger portion H2 connected to the palm portion H1 by a link 12 and a joint 14, respectively. Negative (H);
An EMG sensor unit 20 provided at a position in contact with the cut arm portion of the arm A to measure the degree of muscle activation of the arm;
A pneumatic generator 30 provided at the palm portion H1 of the hand portion H and connected to links provided at each finger to simultaneously drive the links at a predetermined pressure according to a control signal input; And,
A control unit 100 for outputting an operation control signal to the pneumatic generator 30 based on the signal transmitted from the EMG sensor unit 20;
Sports pneumatic electronic prosthesis, characterized in that comprises a. 제 1항에 있어서, 상기 핸드부(H)는 미끄럼방지처리되는 것을 특징으로 하는 스포츠용 공압식 전자 의수.The hand pneumatic electronic prosthesis according to claim 1, wherein the hand part (H) is anti-slip. 제 1항에 있어서, 상기 스포츠용 공압식 전자 의수의 암부(A) 또는 핸드부(H)에는 입력되는 제어신호에 따라 핸드부(H)를 소정각도 회전시키는 회전부(50)와 팔의 회전각도를 검출하기 위한 회전각 센서부(60)가 더 구비되고, 상기 제어부(100)는 근전도 센서부(20) 및 회전각 센서부(60)로부터 전송되는 신호를 기준으로 상기 회전부(50)로 동작제어신호를 출력하여 핸드부(H)의 각도를 조절하는 것을 특징으로 하는 스포츠용 공압식 전자 의수.According to claim 1, The arm portion (A) or the hand portion (H) of the pneumatic electronic prosthetic for sports is rotated by a predetermined angle according to the input control signal, the rotational part (50) and the rotational angle of the arm. A rotation angle sensor unit 60 for detecting is further provided, and the control unit 100 controls operation of the rotation unit 50 based on signals transmitted from the EMG sensor unit 20 and the rotation angle sensor unit 60. Sports pneumatic electronic prosthesis, characterized in that for adjusting the angle of the hand portion (H) by outputting a signal. 제 3항에 있어서, 상기 암부(A) 또는 핸드부(H)에는 영법선택을 위한 입력부(70)가 더 구비되고, 상기 입력부(70)로부터 전송된 신호와 근전도 센서부(20) 및 회전각 센서부(60)로부터 전송되는 신호를 기준으로 제어부(100)는 핸드부(H)의 각도를 조절하여, 선택된 영법으로 수영할 수 있도록 하는 것을 특징으로 하는 스포츠용 공압식 전자 의수.According to claim 3, The arm portion (A) or the hand portion (H) is further provided with an input unit (70) for selection of the projection, the signal transmitted from the input unit (70) and the EMG sensor unit (20) and rotation angle Based on the signal transmitted from the sensor unit 60, the control unit 100 adjusts the angle of the hand unit H, so that the swimmer can swim in a selected stroke. 제 1항에 있어서, 상기 암부(A) 또는 핸드부(H)에는 손바닥부분(H1)의 악력을 설정하는 입력부가 구비되는 것을 특징으로 하는 스포츠용 공압식 전자 의수.The pneumatic electronic prosthesis for sports according to claim 1, wherein the arm portion (A) or the hand portion (H) is provided with an input portion for setting the grip force of the palm portion (H1).
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006265804A (en) * 2005-03-23 2006-10-05 Act Business Kk Shock-absorbing nonslip glove
JP2009519795A (en) * 2005-12-20 2009-05-21 オットー・ボック・ヘルスケア・アイピー・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー Prosthetic hand and force transmission means
US8048007B2 (en) * 2005-02-02 2011-11-01 össur hf Prosthetic and orthotic systems usable for rehabilitation
JP2017512521A (en) * 2014-04-11 2017-05-25 プレジデント アンド フェローズ オブ ハーバード カレッジ Portable prosthetic hand with soft pneumatic finger

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8048007B2 (en) * 2005-02-02 2011-11-01 össur hf Prosthetic and orthotic systems usable for rehabilitation
JP2006265804A (en) * 2005-03-23 2006-10-05 Act Business Kk Shock-absorbing nonslip glove
JP2009519795A (en) * 2005-12-20 2009-05-21 オットー・ボック・ヘルスケア・アイピー・ゲーエムベーハー・ウント・コンパニー・カーゲー Prosthetic hand and force transmission means
JP2017512521A (en) * 2014-04-11 2017-05-25 プレジデント アンド フェローズ オブ ハーバード カレッジ Portable prosthetic hand with soft pneumatic finger

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