KR20220000718A - Electronic prosthetic hand - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전자의수에 관한 것이다. 보다 자세하게는 전자의수로 물건을 파지 및 운반하는 과정에서 과부하가 걸리는 것을 방지하고, 보다 용이하게 물건을 들어올릴 수 있으며, 다양한 신체 부위에 적용될 수 있어 범용성을 극대화할 수 있는 전자 의수에 관한 것이다. 추가적으로, 본 발명은 과도하게 큰 소음 및 부피를 차지하지 않아 심미감을 높이고 사용자의 거부감을 줄일 수 있는 의수에 관한 것이다.The present invention relates to a prosthetic number. More specifically, it relates to an electronic prosthetic that can prevent overload in the process of gripping and transporting objects, can lift objects more easily, and can be applied to various body parts to maximize versatility. . Additionally, the present invention relates to a prosthetic prosthetic which does not occupy excessively large noise and volume, thereby enhancing aesthetics and reducing user's rejection.
절단 사고로 한쪽 팔 또는 양 팔을 절단한 사용자의 경우 일상 생활을 위해 의수를 이용한다. 상세하게, 의수는 환부의 위치에 따라 다양한 종류로 구비되고, 구동기능 없이 외관 만이 손의 형태를 갖는 미용 목적의 의수부터 소정의 근력을 사용하여 관절 부분을 구동시킴으로써 팔을 들어올려 물건을 파지 및 운반하는 의수가 개발되어 왔다. 특히 전자의수의 경우 실제 사람의 손과 근접한 성능 도출할 수 있다.A user who has had one or both arms amputated in an amputation accident uses a prosthetic hand for daily life. In detail, the prosthetic arm is provided in various types according to the location of the affected part, and has a cosmetic purpose that has only the appearance of a hand without a driving function. A carrying prosthesis has been developed. In particular, in the case of an electronic prosthetic, performance close to that of a real human hand can be derived.
다만, 상기와 같이 실제 손을 일상 생활에서 사용하는 것과 같이 고중량의 물건을 들어올리기 위해서는 팔의 상박 및 하박의 사이에 위치하여 관절 운동을 제공하는 팔꿈치 부분에서 고출력의 구동수단을 장착하고, 팔꿈치가 고정된 상태에서 하박을 신체의 외측 방향으로 돌릴 수 있어야 한다. 또한, 상박 및 하박을 들어올리는 동작이 가능해야 한다. 하지만, 이를 실현시킬 수 있는 고출력의 구동수단은 크기가 크기 때문에 팔꿈치 등의 관절 부분에 수납하여 사용하기 어렵고, 설령 상기 고출력의 구동수단을 팔꿈치 부분에 삽입한다 하더라도 팔꿈치 부분이 비대해지기 때문에 외형상 사용자의 거부감을 일으킬 수 있다.However, as described above, in order to lift a heavy object as in using the actual hand in daily life, a high-power driving means is installed in the elbow part that is located between the upper and lower arms of the arm to provide joint motion, and the elbow While stationary, the forearm should be able to rotate outwardly of the body. Also, it should be possible to lift the upper and lower arms. However, since the high-output driving means that can realize this is large in size, it is difficult to accommodate and use the high-output driving means in the elbow part, and even if the high-output driving means is inserted into the elbow part, the elbow part becomes enlarged. This may cause user objection.
또한, 고출력의 구동수단이 동력을 생산해내는 과정에서 발생하는 소음은 사용자의 일상생활에서의 스트레스를 유발하는 요인이 된다. 또한, 고출력의 구동수단을 배제하고 힌지 연결 방식을 사용하는 기계식 팔꿈치를 사용하는 경우, 고중량의 물건을 들어올리기 어렵고 파손되기 쉽다는 문제점이 있다. 추가적으로, 상기 고출력의 구동수단은 제조 단가가 비싸기 때문에 대량 생산 및 사용자의 구매를 저해하는 원인으로 부상하기에, 고출력의 구동수단을 장착하지 않고도 용이하게 다양한 관절축을 중심으로 하는 관절운동을 실시할 수 있고, 사용자가 전자 의수를 사용하는 과정에서 부피 및 소음 등으로 인해 느낄 수 있는 불편함을 최소화할 수 있는 전자의수의 개발이 요구되는 실정이다.In addition, noise generated in the process of the high-output driving means generating power is a factor causing stress in the user's daily life. In addition, when a mechanical elbow using a hinge connection method is used to exclude a high-output driving means, there is a problem in that it is difficult to lift a heavy object and is easily damaged. In addition, since the high-output driving means is expensive to manufacture, it is emerging as a cause of hindering mass production and purchase of users, so it is possible to easily perform joint movements around various joint axes without mounting a high-output driving means. In addition, there is a need for the development of an electronic prosthetic that can minimize the inconvenience that users may feel due to volume and noise in the process of using the electronic prosthesis.
본 발명의 기술적 과제는 실제 팔과 유사한 형태 및 부피를 갖고도 용이하게 관절운동을 실시할 수 있는 전자의수를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an electronic prosthetic that can easily perform joint motion even with a shape and volume similar to that of an actual arm.
또한, 본 발명은 고출력의 구동수단을 사용하지 않고도 관절운동을 지속적으로 균일하게 실시할 수 있는 전자의수를 제공하는 것이다.In addition, the present invention is to provide an electronic prosthetic that can continuously and uniformly perform joint motion without using a high-output driving means.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상박 및 하박을 구부리거나 상박 및 하박을 신체를 중심으로 외회전시키는 과정에서 요구되는 힘을 보상함으로써 쉽게 이를 실시할 수 있는 전자의수를 제공하는 것이다.In addition, an object to be solved by the present invention is to provide an electronic prosthetic that can easily perform this by compensating for the force required in the process of bending the upper and lower arms or externally rotating the upper and lower arms around the body.
또한, 본 발명은 종래의 전자 의수 대비 간소화, 소형화 및 저소음화된 전자 의수를 제공하는 것이다.In addition, the present invention is to provide a simplified, miniaturized and low-noise electronic prosthetic compared to the conventional electronic prosthesis.
이를 위해 본 발명은 관절부를 포함하는 전자 의수로서, 제1 중심축을 기준으로 미리 지정된 제1 동심원상에 배열되는 하나 이상의 구동부가 고정되는 제1 몸체부 및 배열되는 구동부의 구동 기어와 내접 또는 외접하는 기어가 구비되는 제2 몸체부를 포함하고, 구동부가 회전 운동함으로써 제1 중심축을 기준으로 제1 몸체부가 관절 운동되는 전자 의수를 제공한다.To this end, the present invention is an electronic prosthetic arm including a joint part, inscribed or circumscribed with a driving gear of a first body part to which one or more driving parts arranged on a predetermined first concentric circle with respect to a first central axis are fixed, and a driving part of the arranged driving part. It provides an electronic prosthetic arm including a second body part provided with a gear, and in which the first body part articulates with respect to the first central axis by the rotational movement of the driving part.
본 발명에 따르면, 고출력의 구동수단을 필수로 사용하지 않더라도 용이하게 다양한 각도로의 관절 운동을 실시할 수 있어, 비용 절감 효과를 극대화할 수 있다.According to the present invention, it is possible to easily perform joint motions at various angles without necessarily using a high-output driving means, thereby maximizing the cost-saving effect.
본 발명에 따르면, 복수의 구동부를 원형 배열로 배치하면서도 이를 그룹화하여 각각의 그룹 간의 구동 기어의 방향을 반대로 설정함으로써, 동일 공간 내에서 구동부의 배치 수를 극대화할 수 있어 공간 절감 효과를 도출할 수 있다.According to the present invention, by arranging a plurality of driving units in a circular arrangement and grouping them to reverse the direction of the driving gear between each group, the number of driving units can be maximized in the same space, resulting in a space saving effect. have.
또한, 본 발명은 복수의 구동부 중 어느 하나의 구동부의 구동에 이상이 생기더라도 나머지 구동부에 의해 원활한 관절운동이 가능하여, 종래의 전자 의수 대비 내구성을 현저히 높일 수 있다.In addition, according to the present invention, even if an abnormality occurs in the driving of any one of the plurality of driving units, smooth joint motion is possible by the remaining driving units, thereby remarkably improving durability compared to the conventional electronic prosthetic hand.
또한, 본 발명의 경우 사용하는 과정에서 사용자의 심미감 및 만족도를 높이고, 사용자는 실제 팔이 있는 것과 같이 행동하는 것만으로도 외부 물체로 인해 의수가 계속 걸리거나 접하여 불편함을 일으키는 것을 미연에 방지할 수 있어 편의성을 극대화할 수 있다.In addition, in the case of the present invention, the user's aesthetic sense and satisfaction are improved in the process of use, and the user can prevent in advance from causing discomfort due to the prosthetic hand being continuously caught or touched by an external object just by acting as if the user has an actual arm. This can be done to maximize convenience.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 의수를 전체적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상박부 및 하박부를 연결하는 관절부를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상박부 및 몸통부를 연결하는 관절부를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 팔꿈치부를 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 팔꿈치의 내부를 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 태엽 스프링을 나타내는 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 팔꿈치부의 분해도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 팔꿈치부를 나타내는 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 팔꿈치부의 제2 관절운동을 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 팔꿈치부 및 상박부의 연결을 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 어깨부 및 제2 어깨부를 나타내는 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 어깨부의 제3 관절운동을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 어깨부의 전방 및 후방으로의 제4 관절운동을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 몸체부 내 가이드 인식부를 나타내는 도면이다.1 is a view showing the entire electronic prosthesis according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a joint for connecting the upper arm and the lower arm according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a joint for connecting the upper arm and the body according to an embodiment of the present invention.
4 is a view showing a first elbow according to an embodiment of the present invention.
5 is a view showing the inside of the first elbow according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a spring spring according to an embodiment of the present invention.
7 is an exploded view of a first elbow part according to an embodiment of the present invention.
8 is a view showing a second elbow according to an embodiment of the present invention.
9 is a view showing a second joint motion of a second elbow part according to an embodiment of the present invention.
10 is a view showing the connection of the second elbow part and the upper arm part according to an embodiment of the present invention.
11 is a view showing a first shoulder and a second shoulder according to an embodiment of the present invention.
12 is a view showing a third joint motion of the first shoulder according to an embodiment of the present invention.
13 is a view showing a fourth joint movement forward and rearward of the second shoulder according to an embodiment of the present invention.
14 is a view showing a guide recognition unit in the second body portion according to an embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러가지 상이한 형태로 구현될 수 있어, 이하에서 기재되거나 도면에 도시되는 실시예에 한정되지 않는다. 또한 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 본 발명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 동일하거나 유사한 부호들은 동일하거나 유사한 구성요소들을 나타낸다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the embodiments of the present invention will be described in detail so that those of ordinary skill in the art can easily implement them. However, the present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described below or illustrated in the drawings. In addition, in order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the present invention are omitted, and the same or similar symbols in the drawings indicate the same or similar components.
본 발명의 목적 및 효과는 하기의 설명에 의해서 자연스럽게 이해되거나 보다 분명해질 수 있으며, 하기의 기재만으로 본 발명의 목적 및 효과가 제한되는 것은 아니다.Objects and effects of the present invention can be naturally understood or more clearly understood by the following description, and the objects and effects of the present invention are not limited only by the following description.
본 발명을 상세히 설명하기에 앞서, “전방”은 신체의 전방을 의미하고 “후방”은 “전방”의 반대 방향을 의미한다. 또한, “외측 방향”은 후술하는 제1 중심축을 갖는 구성을 기준으로 하는 외측 방향을 뜻하고, “내측 방향”은 “외측 방향”의 반대 방향을 뜻한다. 또한, “외회전”은 후술할 제2 관절운동(s2) 및 제3 관절운동(s3)을 하되 상박부 및 하박부가 신체로부터 멀어지는 회전을 의미한다. 즉, 제2 관절운동(s2)에서의 외회전은 팔꿈치 부분을 기준으로 하박부가 몸체로부터 멀어지는 회전이고, 제3 관절운동(s3)에서의 외회전은 어깨 부분을 기준으로 상박부 및 하박부가 상측 방향으로 들어올려지는 회전을 의미한다.Before describing the present invention in detail, “anterior” refers to the front of the body and “rear” refers to the opposite direction of “anterior”. In addition, "outer direction" means an outward direction based on a configuration having a first central axis to be described later, and "inward direction" means a direction opposite to the "outer direction". In addition, "external rotation" refers to a rotation in which the upper and lower arms move away from the body while performing the second joint motion (s2) and the third joint motion (s3), which will be described later. That is, the external rotation in the second joint motion (s2) is a rotation in which the lower arm moves away from the body with respect to the elbow part, and the external rotation in the third joint motion (s3) is a rotation in which the upper arm and lower arm move upward with respect to the shoulder part. It means a lifted rotation.
또한, 제1 중심축은 후술할 제1 몸체부의 중심축으로서 제1 팔꿈치부, 제2 팔꿈치부, 제1 어깨부 및 제2 어깨부에 각각 대응되는 제1 관절축(z1), 제2 관절축(z2), 제3 관절축(z3) 및 제4 관절축(z4)으로 구비될 수 있다. 또한, 상기와 같은 제1 관절축(z1), 제2 관절축(z2), 제3 관절축(z3) 및 제4 관절축(z4)을 중심으로 제1 팔꿈치부, 제2 팔꿈치부, 제1 어깨부 및 제2 어깨부는 각각 제1 관절운동(s1), 제2 관절운동(s2), 제3 관절운동(s3) 및 제4 관절운동(s4)을 각각 실시한다.In addition, the first central axis is a central axis of a first body part to be described later, and a first joint axis (z1) and a second joint axis corresponding to the first elbow part, the second elbow part, the first shoulder part, and the second shoulder part, respectively. (z2), the third joint axis (z3) and the fourth joint axis (z4) may be provided. In addition, the first joint axis (z1), the second joint axis (z2), the third joint axis (z3), and the fourth joint axis (z4) as the center of the first elbow part, the second elbow part, the second joint axis (z4) as described above. The first shoulder and the second shoulder perform a first joint motion (s1), a second joint motion (s2), a third joint motion (s3), and a fourth joint motion (s4), respectively.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자 의수를 전체적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 상박부 및 하박부를 연결하는 관절부를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 상박부 및 몸통부를 연결하는 관절부를 나타내는 도면이다.Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 1 is a view showing the entire electronic prosthetic hand according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a joint part connecting the upper arm and lower arm according to an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is one of the present invention It is a view showing a joint part connecting the upper arm part and the body part according to the embodiment.
본 발명에 따른 전자 의수는 상박부 및 하박부를 연결하는 관절부(100)를 포함한다. 상세하게, 상박부는 신체의 상박에 대응되는 구성으로서 어깨부분부터 팔꿈치 윗부분까지이고, 하박부는 신체의 하박에 대응되는 구성으로서 손가락 끝단부터 팔꿈치 아랫부분까지이다. 또한, 몸통부는 신체의 어깨 부분에 대응되는 구성으로서 사용자의 몸통 부분이다. 또한, 관절부는 상기와 같은 상박부 및 하박부를 연결하는 팔꿈치 부분에 해당되어 위치한다. 추가적으로, 상기 관절부는 상박부 및 몸통부를 연결하는 부분에 위치할 수 있다.The electronic prosthetic hand according to the present invention includes a
관절부(100)는 상박부, 하박부, 몸통부를 각각 연결하고 미리 정해진 관절운동을 실시함으로써 상박부, 하박부 및 몸통부를 회전시킨다. 이를 위해, 관절부(100)는 제1 몸체부, 제2 몸체부 및 구동부를 포함한다.The
제1 몸체부는 후술할 구동부를 수용하고, 상기 구동부와 일체로 관절 운동하는 구성이다. 즉, 제1 몸체부는 구동부가 제1 중심축을 중심으로 회전할 수 있는 공간을 제공하고, 이에 따른 구동부의 회전에 대응하여 제1 중심축을 중심으로 회전하는 관절 운동을 수행한다. 이를 통해 하박부를 제1 관절운동(s1) 및 제2 관절운동(s2) 시키거나, 상박부 및 하박부를 제3 관절운동(s3) 및 제4 관절운동(s4)시킨다.The first body portion accommodates a driving unit to be described later and is configured to jointly move with the driving unit. That is, the first body portion provides a space in which the driving unit can rotate about the first central axis, and thus performs a joint movement of rotating about the first central axis in response to the rotation of the driving unit. Through this, the lower arm is subjected to the first joint motion (s1) and the second joint motion (s2), or the upper arm and the lower arm are subjected to the third joint motion (s3) and the fourth joint motion (s4).
구동부는 제1 몸체부 및 제2 몸체부가 서로 관절 운동되기 위한 동력을 제공한다. 이를 위해 구동부는 모터 등의 동력수단으로 구비되고, 제1 중심축을 기준으로 미리 지정된 제1 동심원 상에 배열된다. 또한, 구동부는 하나 이상 구비되어 제1 몸체부에 고정될 수 있다. 여기서, 구동부는 구동축을 중심으로 회전하는 구동 기어가 위치하며, 상기 구동 기어는 제2 몸체부에 구비되는 기어와 내접 또는 외접함으로써 제1 몸체부를 제1 중심축을 중심으로 관절 운동시킨다.The driving unit provides power for joint movement of the first body portion and the second body portion with each other. To this end, the driving unit is provided as a power means such as a motor, and is arranged on a predetermined first concentric circle with respect to the first central axis. In addition, one or more driving units may be provided to be fixed to the first body unit. Here, the driving part has a driving gear rotating about the driving shaft, and the driving gear moves the first body part jointly about the first central axis by inscribed or externally contacting the gear provided in the second body part.
제2 몸체부는 구동 기어가 제1 중심축을 중심으로 공전하기 위한 경로를 제공하는 구성으로서, 구동 기어와 내접 또는 외접하는 기어가 구비된다. 여기서, 구동 기어와 외접하는 기어는 외접 기어이고, 상기 구동 기어와 내접하는 기어는 내접 기어이다. 외접 기어는 제2 몸체부의 내측 방향에 위치하고 제1 중심축을 중심으로 배열 형성되며, 구동 기어와 외접하도록 맞물린다. 이를 통해 구동 기어는 외접 기어의 둘레를 따라 제1 중심축을 중심으로 이동한다. 또한, 내접 기어는 제2 몸체부의 내측 방향에 위치하되 구동 기어와 내접하도록 배치된다. 이를 통해 구동 기어는 내접 기어의 둘레를 따라 제1 중심축을 중심으로 이동할 수 있다. 후술할 제1 팔꿈치부(100a), 제2 팔꿈치부(100b), 제1 어깨부(100c) 및 제2 어깨부(100d)의 경우, 외접 기어 또는 내접 기어 만을 갖거나, 또는 외접 기어 및 내접 기어를 포함할 수 있다.The second body portion is a configuration that provides a path for the driving gear to revolve around the first central axis, and includes a gear internally or externally connected to the driving gear. Here, the gear external to the driving gear is an external gear, and the gear internal to the driving gear is an internal gear. The external gear is located in the inner direction of the second body portion, is arranged around the first central axis, and is engaged with the driving gear so as to be externally connected. Through this, the driving gear moves about the first central axis along the circumference of the external gear. In addition, the internal gear is located in the inner direction of the second body portion is arranged to be in contact with the driving gear. This allows the drive gear to move about the first central axis along the circumference of the internal gear. In the case of the
본 발명은 가이드 인식부, 접촉부 및 제어부를 더 포함한다.The present invention further includes a guide recognition unit, a contact unit and a control unit.
가이드 인식부는 제2 몸체부의 내부에 위치하고 제1 중심축을 중심으로 환 형상을 갖으며, 전도성을 갖는 가변 저항으로 구비된다. 여기서, 가이드 인식부는 제1 중심축을 중심으로 소정의 제2 동심원 상에 형성될 수 있다.The guide recognition part is located inside the second body part, has an annular shape about the first central axis, and is provided as a conductive variable resistor. Here, the guide recognition unit may be formed on a predetermined second concentric circle around the first central axis.
접촉부는 가이드 인식부와 접하기 위한 구성으로서, 제1 몸체부에 고정되어 연결되고, 일단이 가이드 인식부와 접한다.The contact part is configured to be in contact with the guide recognition part, it is fixedly connected to the first body part, and one end is in contact with the guide recognition part.
제어부는 궁극적으로 관절부가 관절운동된 정도를 파악하기 위한 구성으로서, 가이드 인식부의 일단 및 접촉부와 접한다. 상세하게, 제어부는 가이드 인식부의 일단 및 접촉부와 접하여 서로 전기적으로 연결되고, 가이드 인식부의 저항 값 및 저항 변화를 측정한다. 또한, 제어부는 상기와 같은 가이드 인식부의 저항 값을 기반으로 관절 운동되는 정도와 상박부 및 하박부의 위치를 파악한다. 상세하게, 제어부는 접촉부가 가이드 인식부 상에서 위치가 변동됨에 따라 변화되는 저항값 및 저항 변화를 측정한다. 이를 통해, 제1 몸체부 및 제2 몸체부가 서로 관절운동되는 과정에서 상기 관절운동된 각도를 산출할 수 있다. 한편, 상기와 같은 가이드 인식부 및 접촉부의 위치는 서로 바뀌어 구비될 수 있다. 상세하게, 가이드 인식부가 제1 몸체부에 위치하되 제1 중심축을 중심으로 환 형상을 갖고, 접촉부는 제2 몸체부의 내부에 위치하여 일단이 가이드 인식부와 접하도록 구비될 수 있다.The control unit is a configuration for ultimately determining the degree of joint movement of the joint part, and is in contact with one end of the guide recognition part and the contact part. In detail, the control unit is electrically connected to each other in contact with one end and the contact portion of the guide recognition unit, and measures the resistance value and resistance change of the guide recognition unit. In addition, the controller detects the degree of joint movement and the positions of the upper and lower arms based on the resistance value of the guide recognition unit as described above. In detail, the control unit measures the resistance value and the resistance change that change as the position of the contact part is changed on the guide recognition unit. Through this, it is possible to calculate the articulated angle in the process in which the first body part and the second body part articulate with each other. On the other hand, the positions of the guide recognition unit and the contact unit as described above may be provided interchangeably. In detail, the guide recognition part is located in the first body part, but has an annular shape about the first central axis, and the contact part is located inside the second body part so that one end may be provided so as to be in contact with the guide recognition part.
제어부는 후술할 제1 구동부, 제2 구동부, 제3 구동부 및 제4 구동부와 각각 연결되는 별도의 센서와 연결된다. 또한, 상기 별도의 센서가 구동부의 회전수를 측정한 결과에 관한 정보를 취합함으로써 보다 정확한 관절 운동 현황 및 상박부와 하박부의 위치를 파악할 수 있다. 상세하게, 상기 별도의 센서는 구동부 및 구동 기어를 연결하는 회전축과 연결되어 상기 구동부의 회전수를 측정할 수 있다. 보다 상세하게, 별도의 센서는 제1 팔꿈치부, 제2 팔꿈치부, 제1 어깨부 및 제2 어깨부의 내부에 각각 위치하는 제1 구동부, 제2 구동부, 제3 구동부 및 제4 구동부의 회전수를 측정하여 제어부로 송신하고, 제어부는 각각의 구동부의 회전수에 대한 정보를 수신 받는다. 여기서, 제어부는 제1 구동부, 제2 구동부, 제3 구동부 및 제4 구동부에 각각 대응되도록 미리 저장된 제1 기준 회전수, 제2 기준 회전수, 제3 기준 회전수 및 제4 기준 회전수를 포함한다. 또한, 제어부는 측정된 제1 구동부, 제2 구동부, 제3 구동부 및 제4 구동부의 회전수를 각각 제1 기준 회전수, 제2 기준 회전수, 제3 기준 회전수 및 제4 기준 회전수와 비교한다. 측정된 제1 구동부, 제2 구동부, 제3 구동부 및 제4 구동부의 회전수 중 적어도 하나의 회전수가 일대일 대응되는 제1 기준 회전수, 제2 기준 회전수, 제3 기준 회전수 및 제4 기준 회전수보다 큰 경우, 제어부는 구동부의 회전이 과도하게 이루어진 것으로 간주하고 해당되는 구동부의 가동을 중지시킨다. 이를 통해 관절운동이 과도하게 실시되어 상박부 및 하박부가 비정상적으로 비틀리는 것을 미연에 방지할 수 있고, 이에 따른 시각적 거부감 또한 줄일 수 있다.The control unit is connected to a separate sensor connected to a first driving unit, a second driving unit, a third driving unit, and a fourth driving unit, which will be described later. In addition, by collecting information on the result of the separate sensor measuring the number of rotations of the driving unit, it is possible to more accurately determine the joint motion status and the positions of the upper and lower arms. In detail, the separate sensor may be connected to a rotation shaft connecting the driving unit and the driving gear to measure the number of rotations of the driving unit. In more detail, the separate sensor includes the number of rotations of the first driving unit, the second driving unit, the third driving unit, and the fourth driving unit respectively positioned inside the first elbow part, the second elbow part, the first shoulder part, and the second shoulder part. is measured and transmitted to the control unit, and the control unit receives information on the number of rotations of each driving unit. Here, the control unit includes a first reference rotation speed, a second reference rotation speed, a third reference rotation speed, and a fourth reference rotation speed stored in advance to correspond to the first driving unit, the second driving unit, the third driving unit, and the fourth driving unit, respectively. do. In addition, the control unit calculates the measured rotation speed of the first driving unit, the second driving unit, the third driving unit, and the fourth driving unit with the first reference rotation speed, the second reference rotation speed, the third reference rotation speed, and the fourth reference rotation speed, respectively. Compare. The first reference rotation speed, the second reference rotation speed, the third reference rotation speed, and the fourth reference number of rotations of at least one of the measured rotation speeds of the first driving unit, the second driving unit, the third driving unit, and the fourth driving part correspond to one-to-one correspondence If it is greater than the number of rotations, the control unit considers that the rotation of the driving unit has been excessively performed and stops the operation of the corresponding driving unit. Through this, it is possible to prevent in advance that the upper arm and lower arm are abnormally twisted due to excessive joint movement, and thus visual rejection can also be reduced.
도 2를 참조하면 관절부(100)는 상박부 및 하박부를 서로 연결하는 제1 팔꿈치부(100a) 및 제2 팔꿈치부(100b)로 구비된다. 상세하게, 제1 팔꿈치부(100a)는 상박부가 고정된 상태에서 하박부를 전방 및 후방으로 이동시키는 제1 관절운동(s1)을 수행한다. 또한, 제2 팔꿈치부(100b)는 상박부가 고정된 상태에서 하박부를 외회전 및 내회전시키는 제2 관절운동(s2)을 수행한다. 상기와 같은 제1 관절운동(s1) 및 제2 관절운동(s2)을 위해, 관절부는 제1 몸체부 및 제2 몸체부를 포함한다.Referring to FIG. 2 , the
도 3을 참조하면, 관절부는 제1 어깨부(100c) 및 제2 어깨부(100d)이다. 상세하게, 제1 어깨부(100c)는 상박부 및 하박부를 제3 관절운동(s3)시키는 목적으로 구비된다. 또한, 제2 어깨부(100d)는 상박부 및 하박부를 제4 관절운동(s4) 시키기 위해 구비된다. 이를 위해, 제1 어깨부(100c) 및 제2 어깨부(100d)는 몸통부 부근에 위치한다. 상세하게, 제2 어깨부(100d)는 몸통부와 연결되고, 상기 제1 어깨부(100c)는 제2 어깨부(100d)와 연결되어 몸통부의 바깥 방향을 향해 구비된다.Referring to FIG. 3 , the joint portions are a
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 팔꿈치부(100a)를 나타내는 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 팔꿈치의 내부를 나타내는 도면이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 보상부(130a)를 나타내는 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 팔꿈치부(100a)의 분해도이다.4 is a view showing the
선술한 바와 같이, 제1 팔꿈치부(100a)는 하박부를 제1 관절운동(s1) 시키기 위한 구성이다. 상세하게, 제1 팔꿈치부(100a)는 제1 관절축(z1)을 기준으로 제1 관절운동(s1) 함으로써, 상박부 및 하박부를 일직선으로 펴거나 구부린다. 이를 위해, 제1 팔꿈치부(100a)는 제1 바디(101a) 및 제2 바디(102a)를 포함한다.As described above, the
제1 바디(101a)는 제1 중심축을 기준으로 미리 지정된 제1 동심원 상에 배열되는 하나 이상의 제1 구동부(110a)가 고정되어 수용된다. 여기서, 제1 팔꿈치부(100a) 내 제1 바디(101a)의 경우 제1 중심축은 제1 관절축(z1)이다. 또한, 제1 바디(101a)는 “” 단면 형상을 갖고, 원형으로 형성된 부분의 중앙에 제1 관절축(z1)이 구비되며, 이를 기준으로 복수의 제1 구동부(110a)가 배열된다. 여기서, 제1 구동부(110a)는 모터 등으로 구비되어 일단에 기어가 구비된 형태로서, 제1 관절축(z1)과 평행한 중심축을 갖도록 배치될 수 있다. 상기와 같은 제1 구동부(110a)가 제1 바디(101a)에 삽입 배치됨으로써, 보다 견고한 배치 상태에서 제1 구동부(110a)를 구동시킬 수 있어, 안전성을 극대화할 수 있다. 보다 바람직한 실시예로서, 제1 팔꿈치부(100a)는 서로 대칭되는 한 쌍으로 구비되고, 대칭되는 복수의 구동부인 제1 구동부(110a)는 일 방향을 향하는 제1 그룹(g1) 및 타 방향을 향하는 제2 그룹(g2)으로 구분될 수 있으며, 상기 제1 그룹(g1) 및 제2 그룹(g2)은 제1 관절축(z1)을 중심으로 서로 교대로 배열되어 포개어지도록 배치될 수 있다. 상세하게, 제1 그룹(g1)을 이루는 제1 구동부(110a)의 제1 구동 기어(111a)는 제1 관절축(z1)의 일 방향(도 4의 우측 방향을 의미함)을 향하고, 제2 그룹(g2)을 이루는 제1 구동부(110a)의 제2 구동 기어(112a)는 제1 관절축(z1)의 타 방향(도 4의 좌측 방향을 의미함)을 향하도록 배치된다. 또한, 제1 바디(101a)는 한 쌍으로 구비되어 각각 제1 그룹(g1) 및 제2 그룹(g2)을 수용 및 고정시킬 수 있다. 상세하게, 제1 바디(101a)가 한 쌍으로 구비되고 제1 그룹(g1) 및 제2 그룹(g2)은 각각 한 쌍의 제1 바디(101a)에 삽입되어 배치된다. 또한, 제1 내접 기어(170a) 및 제1 외접 기어(160a)는 제1 그룹(g1) 및 제2 그룹(g2)에 각각 대응되어 맞물려 배치되도록 한 쌍으로 구비된다. 이를 통해, 보다 많은 저출력의 제1 구동부(110a)를 배치시키면서도 이를 합산하여 최종적으로 높은 출력을 낼 수 있기 때문에, 성능을 극대화함과 동시에 팔꿈치 부분에 과도하게 큰 부품이 들어가 심미감 및 불편함을 일으키는 것을 미연에 방지할 수 있다. 즉, 실제 신체의 팔꿈치 구조와 같이 부피를 최소화하면서도 균일한 출력을 지속적으로 낼 수 있어, 전자 의수에 필요한 지속성 및 심미감 관련 효과를 극대화할 수 있다. 또한, 제1 그룹(g1) 및 제2 그룹(g2)이 제1 팔꿈치부(100a)에 적용됨으로써 보다 작은 출력의 제1 구동부(110a)로도 용이하게 제1 관절운동(s1)을 가능케 하여 심미감을 극대화하고, 팔꿈치 부분을 소형화, 경량화하는 효과를 갖는다.One or more
제1 지지부(120a)는 하박부를 상측 방향으로 들어올려 구부리고자 할 경우, 제1 팔꿈치부(100a)가 상기 하박부를 들어올리기 위한 힘을 보상하기 위한 제1 보상부(130a)를 배치하는 구성이다. 즉, 제1 지지부(120a)는 제1 보상부(130a)의 배치 공간을 제공한다. 이를 위해 제1 지지부(120a)는 후술할 제1 내접 기어(170a)와 연결되고 제1 바디(101a)의 내부에 위치한다. 보다 바람직한 실시예로서, 제1 지지부(120a)는 한 쌍으로 구비되고, 한 쌍으로 구비되는 제1 바디(101a)의 내부에 각각 위치하되 서로 연결되도록 배치될 수 있다. 이를 통해, 제1 보상부(130a)는 일단이 제1 바디(101a)와 연결되고 타단이 제2 바디(102a)에 연결된 상태에서 제1 구동부(110a)에 따른 제1 내접 기어(170a)의 회전에 대응하여 제1 지지부(120a)와 동반 회전함으로써 용이하게 권취 및 권출될 수 있다. 상세하게, 상박부 및 하박부가 일직선 상에 배치된 상태에서 지면에 대향하도록 하박부를 상측 방향으로 들어올리는 경우 제1 보상부(130a)가 풀리기 때문에 팔을 구부리는데 필요한 힘을 보상할 수 있다. 따라서, 중력에 의해 보다 많은 힘이 필요한 상박부 및 하박부의 구부림 동작을 복수의 제1 구동부(110a) 및 제1 보상부(130a) 만으로도 보다 용이하게 실시할 수 있다.The
제1 접촉부(140a)는 제1 바디(101a)와 일체로 회전하는 과정에서 상기 제1 바디(101a)가 회전하는 정도를 파악하는 구성이다. 상세하게, 제1 접촉부(140a)는 제1 바디(101a)와 연결되어 일대일 대응되고, 일단이 제2 바디(102a)를 향하도록 구비된다. 또한, 제1 접촉부(140a)의 일단은 제2 바디(102a)에 구비되는 전도성의 제1 가이드 인식부(150a)와 접한 상태에서 제1 관절축(z1)을 중심으로 회전한다. 이 과정에서 제1 접촉부(140a)는 환 형태로 구비되는 제1 가이드 인식부(150a)를 따라 이동하고, 제1 가이드 인식부(150a)의 일단과 제1 접촉부(140a)와 전기적으로 연결되도록 접하는 제어부는 제1 가이드 인식부(150a)의 저항 값을 측정한다. 이를 통해 제1 팔꿈치부(100a)의 제1 관절운동된 각도를 산출할 수 있다. 상기와 같은 제1 접촉부(140a)는 제2 팔꿈치부(100b) 내 제2 접촉부(140b), 제1 어깨부(100c) 내 제3 접촉부(140c) 및 제2 어깨부(100d) 내 제4 접촉부(140d)로도 구비될 수 있다.The
한편, 선술한 제어부는 하박부가 하측 방향을 향할 때의 제1 가이드 인식부(150a)의 저항 값 및 하박부가 상박부를 기준으로 최소 각도를 이룰 때의 제1 가이드 인식부(150a)의 저항 값을 각각 제1 기준 저항 및 제2 기준 저항으로 미리 저장하고, 제1 구동부(110a)의 회전 수를 측정하는 별도의 센서와 연결되어 상기 제1 구동부(110a)의 회전 수에 관한 정보를 취합한다. 이를 통해 제1 관절운동(s1)되는 정도를 파악함과 동시에 하박부 및 상박부 간의 각도 및 위치를 용이하고 보다 정확하게 파악할 수 있다.On the other hand, the above-described control unit is the resistance value of the first guide recognition unit 150a when the lower arm faces downward and the resistance value of the first guide recognition unit 150a when the lower arm forms a minimum angle with respect to the upper arm part. Each of the first reference resistance and the second reference resistance are stored in advance and connected to a separate sensor measuring the number of rotations of the
제2 바디(102a)는 제1 바디(101a)를 제1 관절운동(s1) 시키는 구성이다. 상세하게, 제2 바디(102a)는 상박부 및 하박부의 사이에 위치한 상태에서, 제1 구동부(110a)의 구동에 의해 회전하는 구동 기어에 회전 경로를 제공하여 제1 바디(101a)를 제1 관절축(z1)을 중심으로 제1 관절운동(s1) 시킨다. 이를 위해, 제2 바디(102a)는 제1 중심축을 중심으로 하는 원형 단면 형상을 갖되, 제1 바디(101a)와 테두리 부분이 연결된다. 즉, 제2 바디(102a)는 제1 바디(101a)의 외측 방향에 위치하여, 제1 바디(101a)의 내부에 위치한 제1 구동부(110a) 및 구동 기어가 외부로 노출되는 것을 방지한다. 또한, 제2 바디(102a)에는 제1 구동부(110a)의 구동 기어와 내접 또는 외접하는 기어가 위치하고, 상기 내접하는 기어는 제1 내접 기어(170a)이며 상기 외접하는 기어는 제1 외접 기어(160a)이다.The
제1 내접 기어(170a)는 제1 바디(101a)가 제1 관절운동(s1)하는 과정에서 균일하게 이동할 수 있도록 경로를 제공한다. 상세하게, 제1 내접 기어(170a)는 제1 구동부(110a)와 연결되는 제1 구동 기어(111a) 및 제2 구동 기어(112a)가 제1 관절축(z1)을 중심으로 공전할 수 있도록 가이드한다. 이를 위해, 제1 내접 기어(170a)는 선술한 제1 지지부(120a)와 연결되고 제1 관절축(z1)을 중심으로 형성되며 구동 기어와 내접한다. 즉, 제1 내접 기어(170a)가 제1 중심축을 기준으로 제1 구동 기어(111a) 및 제2 구동 기어(112a)의 내측 방향에 위치함으로써, 상기 제1 구동 기어(111a) 및 제2 구동 기어(112a)는 구동 기어의 둘레를 따라 이동한다.The first
제1 외접 기어(160a)는 제1 내접 기어(170a)와 동일하게 제1 구동 기어(111a) 및 제2 구동 기어(112a)가 용이하게 이동할 수 있는 경로를 제공한다. 이를 위해, 제1 외접 기어(160a)는 제2 바디(102a)의 내주면에 형성되고 제1 관절축(z1)을 중심으로 원형 배열을 갖는다. 또한, 제1 외접 기어(160a)는 제1 구동 기어(111a) 및 제2 구동 기어(112a)와 외접하도록 구비되어, 제1 외접 기어(160a)는 제1 관절축(z1)을 기준으로 제1 구동 기어(111a) 및 제2 구동 기어(112a)의 외측 방향에 위치한다.The first
도 5를 참조하면, 하박부가 하측 방향으로 이동하여 상박부와 일직선 상에 위치하려는 제1 관절운동(s1)을 실시하는 경우, 제1 구동 기어(111a) 및 제2 구동 기어(112a)는 제2 바디(102a)에 구비되어 고정된 제1 외접 기어(160a)를 따라 회전하고, 이 과정에서 제1 내접 기어(170a)의 둘레를 따라 이동함으로써 제1 바디(101a)는 하박부 및 상박부 간의 각도가 커지도록 하박부가 벌어지는 제1 관절운동(s1)을 실시한다. 도 6을 참조하면, 상기와 같은 제1 관절운동(s1)에 대응하여 제1 지지부(120a)는 제1 바디(101a)와 일체로 회전하며, 이 과정에서 제1 바디(101a) 및 제2 바디(102a)에 각각 일단 및 타단이 연결되는 태엽 스프링 형상의 제1 보상부(130a)는 권취된다. 즉, 제1 보상부(130a)는 하박부가 지면을 향하는 제1 관절운동(s1) 시 감긴다.Referring to FIG. 5 , when the lower arm moves in the downward direction to perform the first joint motion s1 to be positioned on a straight line with the upper arm, the
반면, 하박부가 상박부를 향해 상측 방향을 향하도록 들어올려지며 구부려지려는 제1 관절운동(s1)을 실시하려는 경우, 제1 구동부(110a)에 의해 제1 구동 기어(111a) 및 제2 구동 기어(112a)가 제1 관절축(z1)을 중심으로 회전하여 제1 외접 기어(160a) 및 제1 내접 기어(170a)를 따라 이동한다. 여기서, 제2 바디(102a) 및 제1 외접 기어(160a)가 고정된 상태로 구비되기 때문에, 제1 바디(101a) 및 제1 지지부(120a)는 일체로 상측 방향을 향해 제1 관절축(z1)을 중심으로 이동한다. 이 과정에서 제1 보상부(130a)가 풀리게 됨으로써, 하박부를 들어올리기 위한 힘이 보상된다. 즉, 제1 보상부(130a)를 통해 하중에 대한 힘의 보상이 실시된다.On the other hand, when the lower arm is lifted toward the upper arm toward the upper arm and wants to perform the first joint motion s1 to be bent, the
상기와 같이 작은 부피를 갖는 제1 구동부(110a)를 복수 개 구비하는 것을 통해, 팔꿈치 부분의 부피가 과도하게 커지는 것을 방지할 수 있어 사용자의 심미감을 증대시키고 거부감을 줄이는 효과를 갖는다. 또한, 제1 보상부(130a)가 구비됨으로써 중력의 반대 방향으로 하박부를 들어올리는 제1 관절운동(s1)에 필요한 힘을 보상할 수 있어, 저출력의 제1 구동부(110a)를 채용하더라도 용이하게 제1 관절운동(s1)을 실시할 수 있다.By providing a plurality of
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 팔꿈치부(100b)를 나타내는 도면이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 팔꿈치부(100b)의 제2 관절운동(s2)을 나타내는 도면이며, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 팔꿈치부(100b) 및 상박부의 연결을 나타내는 도면이다. 도 8의 경우, 제2 구동부(110b)를 보다 명확하게 도시하기 위해 제3 바디(101b)의 일부분을 절단 및 생략하여 도시한다.8 is a view showing a
제2 팔꿈치부(100b)는 하박부를 외회전 및 내회전시키기 위한 구성이다. 상세하게, 제2 팔꿈치부(100b)는 상박부가 고정된 상태에서 팔꿈치 부분을 돌려 신체의 외측 방향 및 내측 방향으로 돌리기 위한 목적으로 구비된다. 이를 위해, 제2 팔꿈치부(100b)는 선술한 제1 팔꿈치부(100a)와 연결된다. 상세하게, 제2 팔꿈치부(100b)는 제1 팔꿈치부(100a)의 상측 방향에 위치한다. 또한, 제2 팔꿈치부(100b)는 제2 관절축(z2)을 중심으로 제2 관절운동(s2)하기 위해 선술한 제3 바디(101b), 제2 구동부(110b), 제4 바디(102b) 및 제2 내접 기어(170b)를 포함한다. 상세하게, 제2 팔꿈치부(100b)는 하박부 방향의 제3 바디(101b) 및 몸통부 방향의 제4 바디(102b)를 포함하며, 상기 제3 바디(101b)에는 제2 구동부(110b)가 구비되고, 제4 바디(102b)에는 제2 내접 기어(170b)가 구비된다.The
제3 바디(101b)의 내부에는 복수의 제2 구동부(110b)가 위치한다. 여기서, 상기 복수의 제2 구동부(110b)는 제2 관절축(z2)을 중심으로 원호 배열을 갖되, 제1 팔꿈치부(100a)의 후방에 위치한다. 또한, 제2 구동부(110b)의 경우 제1 회전 기어(111b)가 상측 방향을 향하도록 구비된다. 이를 통해, 제2 관절운동(s2)을 위해 필요한 구동력을 제공하는 제2 구동부(110b)가 팔꿈치로부터 튀어나오거나 별도의 공간을 차지하도록 배치되는 것을 미연에 방지할 수 있어, 전자 의수의 소형화 및 경량화를 실현할 수 있다.A plurality of
제4 바디(102b)는 제2 구동부(110b)를 제2 관절축(z2)을 중심으로 이동시키기 위한 구성으로서, 제2 내접 기어(170b)를 고정시키는 역할을 수행한다. 이를 위해, 제4 바디(102b)는 제2 관절축(z2)과 연결되어 제2 내접 기어(170b)와 일체로 구비된다. 여기서, 제2 내접 기어(170b)는 복수의 제1 회전 기어(111b)와 내접한다. 이를 통해 복수 개의 제1 회전 기어(111b)는 고정 상태의 제2 내접 기어(170b)를 따라 제2 관절축(z2)을 중심으로 공전하고, 이에 대응하여 제3 바디(101b) 및 상기 제3 바디(101b)와 연결된 하박부는 제2 관절운동(s2)을 할 수 있다.The
도 10을 참조하면 제4 바디(102b)는 상박부와 연결되어 몸통부와 근접하고, 제3 바디(101b)는 제4 바디(102b)와 연결됨과 동시에 하박부와 근접하도록 구비된다. 따라서, 제2 관절운동(s2) 시 제2 팔꿈치부(100b) 내 제4 바디(102b)는 고정되고, 하박부 및 제2 팔꿈치부(100b) 내 제3 바디(101b)는 제2 관절운동(s2)을 수행한다.Referring to FIG. 10 , the
상기와 같은 일련의 구성을 통해, 하박부의 외회전 및 내회전을 포함하는 제2 관절운동(s2)을 용이하게 실시할 수 있고, 이 과정에서 작은 부피를 갖는 제2 구동부(110b) 만으로도 균일한 제2 관절운동(s2)의 실현이 가능하다. 이는 팔꿈치 부분의 소형화, 저중량화 및 경량화가 가능하여 사용자에게 심미감을 극대화하고 일상 생활에서의 편의성을 높이는 효과를 갖는다.Through a series of configurations as described above, the second joint motion (s2) including external and internal rotation of the forearm can be easily performed, and in this process, only the
한편, 본 발명의 또다른 실시예로서, 상기와 같은 제2 팔꿈치부(100b)의 경우 제1 회전 기어(111b)와 외접하도록 구비되는 제2 외접 기어(160b)가 제4 바디(102b)에 구비될 수 있고, 제2 외접 기어(160b)의 위치는 제4 바디(102b)의 하측 방향일 수 있으며 이에 한정되지 않는다.Meanwhile, as another embodiment of the present invention, in the case of the
이와 더불어, 선술한 제1 접촉부(140a)와 동일한 제2 접촉부(140b)가 제3 바디(101b)에 구비될 수 있다. 상세하게, 제2 접촉부(140b)는 제3 바디(101b)에 고정되는 단자 형태로 구비되며 일단이 상측 방향에 위치한 제4 바디(102b)를 향하도록 형성될 수 있다. 보다 바람직한 실시예로서, 제4 바디(102b)의 하측 방향에는 제2 접촉부(140b)의 일단과 접하고 제2 관절축(z2)을 중심으로 환 형상을 갖는 제2 가이드 인식부(150b)가 더 구비될 수 있다.In addition, the same second contact portion 140b as the above-described
한편, 선술한 제어부는 하박부가 몸통부의 외측 방향으로 최대한 외회전했을 때의 제2 가이드 인식부(150b)의 저항 값 및 하박부가 몸통부의 내측 방향을 향해 최대한 내회전했을 때의 제2 가이드 인식부(150b)의 저항 값을 각각 제3 기준 저항 및 제4 기준 저항으로 미리 저장하고, 제2 구동부(110b)의 회전 수를 측정하는 별도의 센서와 연결되어 상기 제2 구동부(110b)의 회전 수에 관한 정보를 취합한다. 이를 통해 제2 관절운동(s2)되는 정도를 파악함과 동시에 하박부 및 상박부가 팔꿈치 부분에서 외회전 및 내회전된 각도를 용이하고 보다 정확하게 파악할 수 있다.On the other hand, the aforementioned control unit determines the resistance value of the second guide recognition unit 150b when the lower arm is maximally externally rotated in the outer direction of the body, and the second guide recognition unit 150b when the lower arm is maximally rotated internally in the inner direction of the body. ) is stored in advance as a third reference resistance and a fourth reference resistance, respectively, and is connected to a separate sensor that measures the number of rotations of the
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 어깨부(100c) 및 제2 어깨부(100d)를 나타내는 도면이다.11 is a view showing a
제1 어깨부(100c) 및 제2 어깨부(100d)는 상박부 및 몸통부의 사이에 위치한 상태에서 각각 제3 관절운동(s3) 및 제4 관절운동(s4)을 실시한다. 상세하게, 제1 어깨부(100c)는 제3 관절축(z3)을 중심으로 제3 관절운동(s3)을 실시하여 상박부 및 하박부를 외회전 및 내회전시키며, 제2 어깨부(100d)는 제4 관절축(z4)을 중심으로 제4 관절운동(s4)을 실시하여 상박부 및 하박부를 전방 및 후방으로 이동시킨다. 여기서, 제3 관절운동(s3)은 상박부 및 하박부가 신체로부터 멀어지는 외회전, 신체로부터 가까워지는 내회전을 의미한다. 상세하게, 제3 관절운동(s3)은 상박부 및 하박부가 상측 방향으로 들어올려지는 외회전 및 하측 방향을 향하도록 이동하는 내회전을 포함한다. 즉, 제3 관절운동(s3)은 몸통부를 기준으로 팔 전체가 신체의 측면 방향으로 들어올려지거나 내려가는 운동을 뜻한다.The
제1 어깨부(100c)는 제3 관절운동(s3)을 실시하여 상박부 및 하박부를 외회전 및 내회전시키기 위한 구성으로서, 제5 바디(101c), 제6 바디(102c), 제3 구동부(110c), 지지부 및 제3 외접 기어(160c)를 포함한다.The
제5 바디(101c)는 제1 중심축을 중심으로 회전하여 상박부 및 하박부에 대한 제3 관절운동(s3)을 실시하기 위한 제3 구동부(110c)를 수용하는 구성으로서, 제1 어깨부(100c)의 경우 제1 중심축은 제3 관절축(z3)으로 구비된다. 또한, 제5 바디(101c)의 내부에는 복수의 제3 구동부(110c)가 수용되되, 제3 그룹(g3) 및 제4 그룹(g4)으로 구분되어 제3 관절축(z3)을 중심으로 원형 배열을 이루며, 각각의 구동 기어가 서로 반대 방향을 향하도록 구비된다. 즉, 복수의 제3 구동부(110c) 중 제3 그룹(g3)에 속한 제3 구동 기어(111c)는 제1 중심축인 제3 관절축(z3)의 전방을 향하고, 복수의 제3 구동부(110c) 중 제4 그룹(g4)에 속한 제3 구동부(110c)의 제4 구동 기어(112c)는 제3 관절축(z3)의 후방을 향하도록 배치될 수 있다. 상세하게, 제3 팔꿈치부(100c)는 서로 대칭되는 한 쌍으로 구비되고, 대칭되는 복수의 구동부인 제3 구동부(110c)는 제3 관절축(z3)을 중심으로 전방을 향하는 제3 그룹(g3) 및 후방을 향하는 제4 그룹(g4)로 구분되며, 제3 그룹(g3) 및 제4 그룹(g4)는 서로 제3 관절축(z3)을 중심으로 교대로 배열되어 포개어지는 배치를 이룬다. 또한, 제5 바디(101c)는 제3 그룹(g3) 및 제4 그룹(g4)이 각각 삽입 배치될 수 있도록 한 쌍으로 구비된다. 또한, 제5 바디(101c)의 내부에는 도 6에서 선술한 제1 보상부(130a) 및 제1 지지부(120a)와 동일한 역할을 수행하는 제2 보상부(130c) 및 제2 지지부(120c)가 위치한다. 상세하게, 제2 지지부(120c)는 제5 바디(101c)의 내부에 위치하는 판 형태로 구비되어 제5 바디(101c)와 일체로 움직이고, 제2 보상부(130c)는 태엽 스프링 형태로 구비되어 일단이 제5 바디(101c)의 내부와 연결되고 타단이 제6 바디(102c)와 연결된 상태에서 권취 및 권출된다. 보다 상세하게, 제2 보상부(130c)는 상박부 및 하박부가 하측 방향으로 내려감으로써 하박부가 지면을 향하는 제3 관절운동(s3) 시 제5 바디(101c)와 일체로 제3 관절축(z3)을 중심으로 회전하여 권취된다. 이후 상박부 및 하박부가 지면과 대향하도록 상측 방향으로 들어올려지는 제3 관절운동(s3) 시, 제2 보상부(130c)는 제5 바디(101c)와 일체로 회전하면서 권출된다. 이 과정에서 제2 보상부(130c)의 복원력이 상박부 및 하박부를 상측 방향으로 들어올리기 위한 힘에 보상된다. 따라서, 제3 관절운동(s3) 과정에서 저출력의 제3 구동부(110c)를 복수 개 사용하더라도 제2 보상부(130c)의 힘의 보상을 이용하여 보다 용이하게 상박부 및 하박부를 상측 방향으로 들어올리는 외회전을 실시할 수 있다.The
제6 바디(102c)는 제5 바디(101c)를 회전시키기 위한 경로를 제공하는 구성으로서, 복수의 제3 구동 기어(111c) 및 제4 구동 기어(112c)와 외접하는 한 쌍의 제3 외접 기어(160c)를 포함한다. 상세하게, 한 쌍으로 구비되는 제6 바디(102c)의 내측 방향에는 제3 관절축(z3)을 중심으로 배열 형성된 한 쌍의 제3 외접 기어(160c)가 일대일 대응되도록 구비되고, 상기 제3 외접 기어(160c)는 제3 관절축(z3)을 기준으로 제3 구동 기어(111c) 및 제4 구동 기어(112c)의 외측 방향에 위치한다. 이에 따라, 제3 구동 기어(111c) 및 제4 구동 기어(112c)는 고정 상태의 제3 외접 기어(160c)를 따라 제3 관절축(z3)을 중심으로 이동하고, 이에 대응하여 제5 바디(101c) 및 상기 제5 바디(101c)와 연결되는 상박부, 상기 상박부와 연결되는 하박부가 전부 일체로 제3 관절운동(s3)을 실시한다. 또한, 제6 바디(102c)는 몸통부와 연결된다. 보다 바람직한 실시예로서, 제1 어깨부(100c)의 제6 바디(102c)에는 복수의 구동 기어와 내접하는 제3 내접 기어(170c)를 더 포함함으로써, 제3 구동 기어(111c) 및 제4 구동 기어(112c)의 보다 균일하고 안정적인 제3 관절축(z3)을 중심으로 하는 회전 운동이 가능하다.The
보다 바람직한 실시예로서, 제5 바디(101c)에는 제3 접촉부(140c)가 더 구비되고 제6 바디(102c)에는 제3 가이드 인식부(150c)가 더 구비될 수 있다. 상세하게, 제3 접촉부(140c)는 제5 바디(101c)와 연결된 상태에서 제3 가이드 인식부(150c)와 접하고, 제3 접촉부(140c)는 제3 관절축(z3)을 중심으로 제3 가이드 인식부(150c)를 따라 이동한다. 여기서, 별도 구비되는 제어부는 제3 가이드 인식부(150c)의 일단 및 제3 접촉부(140c)와 접하여 제3 가이드 인식부(150c)의 저항을 측정하고, 이를 기반으로 하는 제5 바디(101c)의 제3 관절운동(s3) 거리를 산출한다. 상기와 같은 제3 접촉부(140c) 및 제3 가이드 인식부(150c) 구성은 제2 어깨부(100d)에 구비되는 제4 접촉부(140d) 및 제4 가이드 인식부(150d)와 동일하게 적용될 수 있으며, 이를 통해 제7 바디(101d)의 제4 관절운동(s4)된 거리를 용이하게 파악할 수 있다.As a more preferred embodiment, the
한편, 선술한 제어부는 하박부가 하측 방향을 향할 때의 제3 가이드 인식부(150c)의 저항 값 및 하박부 및 상박부가 어깨 부분을 기준으로 최대로 들어올려졌을 때 제3 가이드 인식부(150c)의 저항 값을 각각 제5 기준 저항 및 제6 기준 저항으로 미리 저장하고, 제3 구동부(110c)의 회전 수를 측정하는 별도의 센서와 연결되어 상기 제3 구동부(110c)의 회전 수에 관한 정보를 취합한다. 이를 통해 제3 관절운동(s3)되는 정도를 파악함과 동시에 하박부 및 상박부와 어깨 부분 간의 각도 및 위치를 용이하고 보다 정확하게 파악할 수 있다.On the other hand, the aforementioned control unit is the resistance value of the third guide recognition unit 150c when the lower arm is directed downward, and the third guide recognition unit 150c when the lower arm and the upper arm are maximally lifted with respect to the shoulder portion. information on the number of rotations of the third driving unit 110c by pre-stored as a fifth reference resistance and a sixth reference resistance, respectively, and connected to a separate sensor measuring the number of rotations of the third driving unit 110c to collect Through this, the degree of the third joint movement (s3) can be grasped, and the angle and position between the lower arm and upper arm and the shoulder can be easily and more accurately grasped.
제2 어깨부(100d)는 제4 관절운동(s4)을 실시하는 구성으로서, 제4 관절축(z4)을 중심으로 실시된다. 상세하게, 제2 어깨부(100d)는 상박부 및 하박부의 전방 및 후방으로의 이동을 실시하는 구성이다. 이를 위해, 제2 어깨부(100d)는 제7 바디(101d), 제4 구동부(110d), 제8 바디(102d) 및 제4 외접 기어(160d)를 포함한다.The
제7 바디(101d)는 제4 관절운동(s4)하기 위한 제4 구동부(110d)를 수용한다. 상세하게, 제2 어깨부(100d)의 제7 바디(101d)는 제4 관절축(z4)을 중심으로 회전함으로써 일체로 연결되는 상박부 및 하박부를 전방 및 후방으로 이동시킨다. 이를 위해, 제7 바디(101d)는 내부가 개구되어 하측 방향에 제5 바디(101c)가 수용되고, 타 방향에 복수의 제4 구동부(110d)가 삽입 배치되어 제2 회전 기어(111d)가 타 방향을 향하도록 구비되며, 상기 복수의 제4 구동부(110d)의 타 방향에는 제8 바디(102d)가 위치한다. 여기서, 제5 바디(101c)가 제7 바디(101d)의 하측 방향에서 삽입되어 배치되도록 구비됨으로써, 지면으로부터 수직 방향으로 형성되는 가상의 연장선 상에 모두 위치할 수 있고, 이는 제1 어깨부(100c) 및 제2 어깨부(100d)가 차지하는 공간을 최소화하여, 전자 의수의 경량화 및 소형화 측면에서 현저한 효과를 도출할 수 있다.The
제4 구동부(110d)는 복수 개로 구비되고 제4 관절축(z4)을 중심으로 배열되되, 제4 관절축(z4)을 기준으로 전방 및 후방으로의 개수가 동일하도록 구비될 수 있다. 즉, 복수의 제4 구동부(110d)는 제4 관절축(z4)을 기준으로 제4 관절운동(s4)을 실시하는 과정에서 상박부 및 하박부가 서로 동일한 힘으로 전방 및 후방 이동할 수 있다. 또한, 제2 어깨부(100d)의 제4 구동부(110d)의 제2 회전 기어(111d)는 타 방향을 향하도록 구비된다.The fourth driving unit 110d may be provided in plurality and arranged around the fourth joint axis z4, so that the forward and rearward numbers are the same with respect to the fourth joint axis z4. That is, in the process of performing the fourth joint motion s4 based on the fourth joint axis z4 of the plurality of fourth driving units 110d, the upper and lower arms may move forward and backward with the same force. In addition, the
제8 바디(102d)는 선술한 제7 바디(101d), 상박부 및 하박부를 제4 관절운동(s4) 시키기 위한 경로를 제공하는 구성으로서, 제7 바디(101d)의 타 방향(도 11의 좌상측 방향을 의미함)에 위치하고, 복수의 제2 회전 기어(111d)와 외접하는 제4 외접 기어(160d)가 내부에 위치한다. 보다 바람직한 실시예로서, 제8 바디(102d)의 내부에는 제2 회전 기어(111d)가 보다 견고하게 제4 외접 기어(160d)를 따라 이동할 수 있도록 하는 제4 내접 기어(170d)가 더 구비될 수 있으며, 상기 제4 내접 기어(170d)는 제2 회전 기어(111d)와 내접하여 맞물리도록 구비된다. 이를 통해, 제4 구동부(110d)의 구동에 따른 보다 균일한 제7 바디(101d)의 제4 관절축(z4)을 기준으로 하는 제4 관절운동(s4)을 유도할 수 있다.The
또한, 제2 어깨부(100d)에는 선술한 바와 같이 제4 접촉부(140d) 및 제4 가이드 인식부(150d)가 구비된다. 제4 접촉부(140d)는 제7 바디(101d)와 연결되고, 환 형상으로 형성된 전도체의 제4 가이드 인식부(150d)와 접한다. 제4 가이드 인식부(150d)는 환 형태로 구비되어 제8 바디(102d)의 내부에 위치한다. 제어부는 제4 가이드 인식부(150d)의 일단 및 제4 접촉부(140d)와 전기적으로 연결되고, 제4 가이드 인식부(150d)의 저항 값을 측정한다.In addition, as described above, the
또한, 선술한 제어부는 하박부가 전방을 향하되 지면과 수평을 이루도록 배치될 때의 제4 가이드 인식부(150d)의 저항 값 및 하박부가 후방을 향하되 지면과 평행하도록 위치할 의 제4 가이드 인식부(150d)의 저항 값을 각각 제7 기준 저항 및 제8 기준 저항으로 미리 저장하고, 제4 구동부(110d)의 회전 수를 측정하는 별도의 센서와 연결되어 상기 제4 구동부(110d)의 회전 수에 관한 정보를 취합한다. 이를 통해 제4 관절운동(s4)되는 정도를 파악함과 동시에, 하박부가 전방 및 후방으로 향하는 각도 및 위치를 용이하고 보다 정확하게 파악할 수 있다.In addition, the above-described control unit is the resistance value of the fourth guide recognition unit 150d when the lower arm faces forward but is disposed so as to be parallel to the ground, and the fourth of ‹š to be positioned so that the lower arm faces rearward but parallel to the ground. The resistance value of the guide recognition unit 150d is stored in advance as the seventh reference resistance and the eighth reference resistance, respectively, and is connected to a separate sensor that measures the number of rotations of the fourth driving unit 110d to be connected to the fourth driving unit 110d Collects information about the number of revolutions of Through this, the degree of the fourth joint movement (s4) can be grasped, and the angle and position of the lower arm toward the front and rear can be easily and more accurately grasped.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 어깨부(100c)의 제3 관절운동(s3)을 나타내는 도면으로서, 제1 어깨부(100c) 만을 명확히 표현하기 위해 제2 어깨부(100d)를 생략하여 도시하였다.12 is a view showing the third joint motion s3 of the
제1 어깨부(100c) 내의 복수의 제3 구동부(110c)가 구동함에 따라, 제3 구동 기어(111c) 및 제4 구동 기어(112c)는 제3 관절축(z3)을 중심으로 회전하여, 고정된 제6 바디(102c)의 제3 외접 기어(160c)를 따라 제3 관절축(z3)을 중심으로 공전한다. 이 과정에서 제1 어깨부(100c) 내의 제5 바디(101c)의 내부에 위치한 제2 지지부(120c)가 일체로 회전하여 제2 보상부(130c)가 권출되고, 복원력에 의해 펴지는 제2 보상부(130c)를 통해 상측 방향으로 상박부 및 하박부를 들어올리기 위해 필요한 힘을 보상할 수 있다.As the plurality of third driving units 110c in the
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 어깨부(100d)의 전방 및 후방으로의 제4 관절운동(s4)을 나타내는 도면으로서, 제2 어깨부(100d) 만을 명확히 표현하기 위해 제1 어깨부(100c)를 생략하여 도시하였다.13 is a view showing the fourth joint motion s4 forward and backward of the
제2 어깨부(100d) 내의 복수의 제4 구동부(110d)가 구동하고, 이에 따라 제4 구동 기어(112c)는 제4 관절축(z4)을 중심으로 제4 외접 기어(160d)와 맞물려 회전한다. 이 과정에서 제4 구동부(110d)와 일체로 움직이는 제7 바디(101d)가 제4 관절축(z4)을 중심으로 회전하는 제4 관절운동(s4)을 실시하고, 상기 제7 바디(101d)와 일체로 연결되는 상박부 및 상기 상박부와 연결된 하박부까지 동반하여 제4 관절운동(s4)이 실시된다.A plurality of fourth driving units 110d in the
상기와 같은 일련의 과정을 통해, 상박부 및 하박부가 전방 및 후방으로 왕복 운동하는 제4 관절운동(s4)과 같이 보다 많은 출력을 필요로 하는 운동 시, 제1 팔꿈치부(100a), 제2 팔꿈치부(100b) 및 제1 어깨부(100c)의 경우보다 많은 수의 구동부를 균일하게 배치하여 구동력을 부여함으로써, 용이하게 상박부 및 하박부를 왕복 운동시킬 수 있다.Through a series of processes as described above, when an exercise that requires more output, such as the fourth joint motion (s4) in which the upper and lower arms reciprocate forward and backward, the
이와 더불어, 본 발명은 작은 중량 및 부피를 갖는 여러 개의 구동부를 사용하여 관절 운동을 실시함으로써, 실제 팔의 형상과 유사하도록 형성되어 사용자로 하여금 거부감을 줄이면서도 실제 팔 같은 심미감을 극대화할 수 있다. 또한, 사용자의 요구 사항에 대응하여 제1 구동부(110a), 제2 구동부(110b), 제3 구동부(110c) 및 제4 구동부(110d)가 구비되는 개수를 달리하여 배치가 가능하기 때문에, 사용자 맞춤형 의수 제공이 가능하다. 추가적으로, 단일의 고출력의 구동수단을 사용하는 종래의 전자 의수와 비교했을 때, 본 발명은 복수의 구동부의 병렬 배치가 적용됨으로써 의수 자체의 경량화 효과도 극대화할 수 있다. 또한, 실제 팔의 모습을 변형시키지 않고도 동일한 출력을 갖는 의수를 제공할 수 있기 때문에 일상 생활에서도 거부감 없이 사용할 수 있어 범용성이 크다. 또한, 추가적인 구동부의 설치를 위한 공간 확보를 위한 절단 수술 없이도 전동식 전자 의수를 제공할 수 있다.In addition, the present invention is formed to resemble the shape of an actual arm by performing joint motion using several driving units having a small weight and volume, thereby maximizing the aesthetic feeling of an actual arm while reducing the user's objection. In addition, since it is possible to arrange the
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 몸체부 내 가이드 인식부를 나타내는 도면이다. 도 14에 따른 가이드 인식부는 제1 팔꿈치부(100a)에서는 제1 가이드 인식부(150a), 제2 팔꿈치부(100b)에서는 제2 가이드 인식부(150b), 제1 어깨부(100c)에서는 제3 가이드 인식부(150c), 제2 어깨부(100d)에서는 제4 가이드 인식부(150d)로 구비될 수 있다. 또한, 가이드 인식부에 대응하도록 접하는 접촉부는 제1 팔꿈치부(100a)에서 제1 접촉부(140a), 제2 팔꿈치부(100b)에서 제2 접촉부(140b), 제1 어깨부(100c)에서 제3 접촉부(140c), 제2 어깨부(100d)에서 제4 접촉부(140d)일 수 있다.14 is a view showing a guide recognition unit in the second body portion according to an embodiment of the present invention. The guide recognition unit according to FIG. 14 is the first guide recognition part 150a in the
가이드 인식부는 선술한 접촉부와 접함으로써 제1 몸체부가 관절운동한 거리를 산출하기 위해 구비된다. 이를 위해, 가이드 인식부는 제2 몸체부의 내부에 위치하되 제1 중심축을 중심으로 원형 형태을 갖되, 일단 및 타단이 서로 연결되지 않는 환 형상의 가변 저항으로 구비된다. 접촉부 및 가이드 인식부가 서로 접한 상태에서 제1 몸체부의 제1 중심축을 중심으로 공전하는 경우, 접촉부는 제1 중심축을 중심으로 하여 환 형태의 가이드 인식부를 따라 이동하게 된다. 여기서, 별도 구비되는 제어부는 저항 값의 변화 및 상기 저항 값을 산출한다. 따라서, 산출된 저항 값을 기반으로 제1 몸체부가 관절 운동된 거리를 산출할 수 있다.The guide recognition unit is provided to calculate the distance that the first body part jointly moved by coming into contact with the aforementioned contact part. To this end, the guide recognition part is located inside the second body part and has a circular shape about the first central axis, and is provided with an annular variable resistor whose one end and the other end are not connected to each other. When the contact part and the guide recognition part revolve around the first central axis of the first body part in a state in contact with each other, the contact part moves along the annular guide recognition part about the first central axis. Here, a separately provided control unit calculates a change in the resistance value and the resistance value. Therefore, based on the calculated resistance value, it is possible to calculate the joint movement distance of the first body part.
상기와 같은 접촉부 및 가이드 인식부가 구비됨으로써, 제1 팔꿈치부(100a)의 제1 관절운동(s1), 제2 팔꿈치부(100b)의 제2 관절운동(s2), 제1 어깨부(100c)의 제3 관절운동(s3) 및 제2 어깨부(100d)의 제4 관절운동(s4)이 과도하게 이루어져 파손이 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다. 또한, 각각의 구동부의 불필요한 구동을 차단할 수 있어 구동 효율을 극대화할 수 있다.By providing the contact part and the guide recognition part as described above, the first joint motion s1 of the
상기한 본 발명은 바람직한 실시 예를 참고하여 설명되었으나 이는 실시 예에 불과하며, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예도 가능할 수 있다. 따라서, 본 발명의 권리범위는 상기한 실시 예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것은 아니다.Although the present invention has been described with reference to a preferred embodiment, this is only an embodiment, and those of ordinary skill in the art may be able to make various modifications and equivalent other embodiments therefrom. Accordingly, the scope of the present invention is not limited by the above embodiments and the accompanying drawings.
100: 관절부
100a: 제1 팔꿈치부
101a: 제1 바디
102a: 제2 바디
100b: 제2 팔꿈치부
101b: 제3 바디
102b: 제4 바디
100c: 제1 어깨부
101c: 제5 바디
102c: 제6 바디
100d: 제2 어깨부
101d: 제7 바디
102d: 제8 바디100: joint
100a: first elbow
101a:
100b: second elbow
101b:
100c: first shoulder
101c:
100d: second shoulder
101d:
Claims (13)
구동 기어가 구비되고, 제1 중심축을 기준으로 미리 지정된 제1 동심원 상에 배열되는 하나 이상의 구동부가 고정되는 제1 몸체부; 및
상기 구동 기어와 내접 또는 외접하는 기어가 구비되는 제2 몸체부;를 포함하고,
상기 구동부가 회전 운동함으로써 상기 제1 중심축을 기준으로 상기 제1 몸체부 및 상기 제2 몸체부가 서로 관절운동되는 것을 특징으로 하는 전자 의수.
The joint 100 is
a first body portion provided with a driving gear, and to which one or more driving units arranged on a predetermined first concentric circle with respect to a first central axis are fixed; and
Including; a second body portion provided with a gear that is internal or external to the driving gear;
The electronic prosthesis, characterized in that the first body portion and the second body portion articulate with each other based on the first central axis by the rotational movement of the driving unit.
상기 구동부는 복수 개로 구비되고,
상기 제2 몸체부는 복수의 상기 구동 기어와 내접하는 내접 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 의수.
The method of claim 1,
The driving unit is provided in plurality,
The second body portion electronic prosthetic, characterized in that it includes an internal gear in internal contact with a plurality of the driving gear.
상기 구동부는 복수 개로 구비되고,
상기 제2 몸체부는 복수의 상기 구동 기어와 외접하는 외접 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 의수.
The method of claim 1,
The driving unit is provided in plurality,
The second body portion of the electronic prosthetic, characterized in that it includes an external gear circumscribed with a plurality of the driving gear.
상기 구동부는 복수 개로 구비되고,
상기 제2 몸체부는 복수의 상기 구동 기어와 내접 하는 내접 기어 및 외접하는 외접 기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자 의수.
The method of claim 1,
The driving unit is provided in plurality,
The second body portion is an electronic prosthetic, characterized in that it includes an internal gear internally inscribed with the plurality of driving gears and an external gear externally circumscribed.
상기 관절부(100)는 상박부 및 하박부 사이에 위치되어 제1 관절축(z1)을 기준으로 제1 관절운동(s1)하는 제1 팔꿈치부(100a)이고,
상기 제1 몸체부는 하박부와 연결되는 제1 바디(101a)이며,
상기 제2 몸체부는 상박부와 연결되는 제2 바디(102a)인 것을 특징으로 하는 전자 의수.
5. The method according to any one of claims 2 to 4,
The joint part 100 is a first elbow part 100a positioned between the upper arm part and the lower arm part and performing a first joint motion s1 based on the first joint axis z1,
The first body portion is a first body (101a) connected to the lower arm portion,
The second body portion is an electronic prosthetic, characterized in that the second body (102a) connected to the upper arm.
상기 관절부(100)는 상박부 및 하박부 사이에 위치되어 제2 관절축(z2)을 기준으로 제2 관절운동(s2)하는 제2 팔꿈치부(100b)이고,
상기 제1 몸체부는 하박부 방향의 제3 바디(101b)이며,
상기 제2 몸체부는 상박부 방향의 제4 바디(102b)인 것을 특징으로 하는 전자 의수.
5. The method according to any one of claims 2 to 4,
The joint part 100 is a second elbow part 100b positioned between the upper arm part and the lower arm part and performing a second joint motion s2 based on the second joint axis z2,
The first body portion is a third body 101b in the lower arm portion direction,
The second body part is an electronic prosthetic, characterized in that the fourth body (102b) in the direction of the upper arm.
상기 관절부(100)는 상박부 및 몸통부 사이에 위치되어 제3 관절축(z3)을 기준으로 제3 관절운동(s3)하는 제1 어깨부(100c)이고,
상기 제1 몸체부는 상박부와 연결되는 제5 바디(101c)이고,
상기 제2 몸체부는 몸통부 방향의 제6 바디(102c)인 것을 특징으로 하는 전자 의수.
5. The method according to any one of claims 2 to 4,
The joint part 100 is a first shoulder part 100c that is positioned between the upper arm part and the body part and performs a third joint motion s3 based on the third joint axis z3,
The first body portion is a fifth body (101c) connected to the upper arm portion,
The second body portion is an electronic prosthetic, characterized in that the sixth body (102c) in the body portion direction.
상기 관절부(100)는 상박부 및 몸통부 사이에 위치되어 제4 관절축(z4)을 기준으로 제4 관절운동(s4)하는 제2 어깨부(100d)이고,
상기 제1 몸체부는 상박부 방향의 제7 바디(101d)이고,
상기 제2 몸체부는 몸통부 방향의 제8 바디(102d)인 것을 특징으로 하는 전자 의수.
5. The method according to any one of claims 2 to 4,
The joint part 100 is a second shoulder part 100d that is positioned between the upper arm and the body part and performs a fourth joint movement s4 based on the fourth joint axis z4,
The first body portion is a seventh body (101d) in the direction of the upper arm portion,
The second body portion is an electronic prosthetic, characterized in that the eighth body (102d) in the direction of the body portion.
상기 제1 팔꿈치부(100a)는 서로 대칭되는 한 쌍으로 구비되고, 대칭되는 복수의 상기 구동부는 일 방향을 향하는 제1 그룹(g1) 및 타 방향을 향하는 제2 그룹(g2)으로 구분되며, 상기 제1 그룹(g1) 및 상기 제2 그룹(g2)의 구동부는 서로 교대 배열되도록 포개어지는 것을 특징으로 하는 전자 의수.
6. The method of claim 5,
The first elbow part 100a is provided as a pair symmetrical to each other, and the plurality of symmetrical driving parts are divided into a first group g1 facing one direction and a second group g2 facing the other direction, The electronic prosthesis, characterized in that the driving units of the first group (g1) and the second group (g2) are overlapped to be alternately arranged with each other.
상기 제1 어깨부(100c)는 서로 대칭되는 한 쌍으로 구비되고, 대칭되는 복수의 상기 구동부는 전방을 향하는 제3 그룹(g3) 및 후방을 향하는 제4 그룹(g4)으로 구분되며, 상기 제3 그룹(g3) 및 상기 제4 그룹(g4)의 구동부는 서로 교대 배열되도록 포개어지는 것을 특징으로 하는 전자 의수.
8. The method of claim 7,
The first shoulder portion 100c is provided as a pair symmetrical to each other, and the plurality of symmetrical driving units are divided into a forward-facing third group g3 and a rear-facing fourth group g4, and the The electronic prosthesis, characterized in that the third group (g3) and the driving part of the fourth group (g4) are overlapped so as to be alternately arranged with each other.
태엽 스프링 형상으로 구비되어 상기 제1 팔꿈치부(100a) 내부에 위치되고, 일단이 상기 제1 바디(101a)에 연결되며 타단이 제2 바디(102a)에 연결되는 제1 보상부(130a)가 더 구비되고,
상기 제1 보상부(130a)는 상기 하박부가 지면을 향하도록 제1 관절운동(s1)할 때 감기고, 상기 하박부가 상측 방향을 향하도록 제1 관절운동(s1)할 때 복원력이 발생함으로써 하중에 대해 보상하는 것을 특징으로 하는 전자 의수.
6. The method of claim 5,
A first compensation part 130a provided in the shape of a mainspring and positioned inside the first elbow part 100a, one end connected to the first body 101a and the other end connected to the second body 102a more available,
The first compensating part 130a is wound when the lower arm performs a first joint motion (s1) so that the lower arm faces the ground, and a restoring force is generated when the first joint motion (s1) is made so that the lower arm faces upward. Electronic prosthetic, characterized in that for compensation.
태엽 스프링 형상으로 구비되어 상기 제1 어깨부(100c) 내부에 위치되고, 일단이 상기 제5 바디(101c)에 연결되며 타단이 제6 바디(102c)에 연결되는 제2 보상부(130c)가 더 구비되고,
상기 제2 보상부(130c)는 상기 하박부가 지면을 향하도록 제3 관절운동(s3)할 때 감기고, 상기 하박부가 상측 방향을 향하도록 제3 관절운동(s3)할 때 복원력이 발생함으로써 하중에 대해 보상하는 것을 특징으로 하는 전자 의수.
8. The method of claim 7,
A second compensating part 130c provided in the shape of a mainspring and positioned inside the first shoulder part 100c, one end connected to the fifth body 101c and the other end connected to the sixth body 102c; more available,
The second compensator 130c is wound when the lower arm faces the ground during the third joint motion (s3), and when the lower arm moves toward the upper arm during the third joint motion (s3), a restoring force is generated to increase the load. Electronic prosthetic, characterized in that for compensation.
상기 제2 몸체부의 내부에 위치하고, 제1 중심축을 중심으로 소정의 제2 동심원 상에 형성되는 환 형상의 전도성의 가이드 인식부;
상기 제1 몸체부에 고정되어 일단이 상기 가이드 인식부와 접하여 전기적으로 연결되는 접촉부; 및
상기 가이드 인식부의 일단 및 상기 접촉부와 전기적으로 연결되고, 상기 가이드 인식부의 저항을 측정하는 제어부;를 더 포함하고,
상기 제어부는,
상기 접촉부가 상기 가이드 인식부 상에서의 위치가 달라짐에 따라 변화되는 저항값을 측정함으로써, 상기 제1 몸체부 및 제2 몸체부 간의 관절운동된 각도를 산출하는 것을 특징으로 하는 전자 의수.
The method of claim 1,
annular conductive guide recognition unit located inside the second body part and formed on a predetermined second concentric circle with respect to the first central axis;
a contact part fixed to the first body part and electrically connected to one end in contact with the guide recognition part; and
Further comprising; a control unit electrically connected to one end of the guide recognition unit and the contact unit, and measuring the resistance of the guide recognition unit;
The control unit is
The electronic prosthetic prosthetic, characterized in that by measuring the resistance value that changes as the position of the contact part on the guide recognition part changes, the joint motion angle between the first body part and the second body part is calculated.
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2020
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