KR101872721B1

KR101872721B1 - Elbow exoskeleton robot

Info

Publication number: KR101872721B1
Application number: KR1020160140036A
Authority: KR
Inventors: 이동진; 장평훈; 장성호
Original assignee: 재단법인대구경북과학기술원
Priority date: 2016-10-26
Filing date: 2016-10-26
Publication date: 2018-07-02
Also published as: KR20180045559A

Abstract

본 발명은, 베이스프레임, 베이스프레임에 결합 설치하며, 환자의 상완을 지지하는 상완 지지부, 베이스프레임에 결합 설치하는 전완 회전감속기, 전완 회전감속기의 축 단부에 결합 설치하며, 환자의 전완 부분을 지지하는 전완 운동부, 베이스프레임에 결합 설치된 상태로 전완 회전감속기와 연결되어, 전완 회전감속기로 회전력을 전달하면서 전완 운동부가 회전되게 하며, 환자의 팔꿈치를 접거나 펼 수 있게 하는 전완 구동모터, 전완 회전감속기에 연결 설치하며, 전완 구동모터의 작동에 의해 환자의 팔꿈치를 펼 때, 팔꿈치 부위에 부하되는 토크를 측정하는 토크센서, 토크센서 및 전완 구동모터에 연결되며, 전완 운동부의 회전각도 및 토크센서로부터 측정된 토크의 시간에 따른 경향에 따라 환자의 경직도를 측정 및 판별하고, 전완 구동모터의 작동여부 또는 회전속도를 조절되게 하는 재활제어부를 포함하는 팔꿈치 재활로봇을 제공한다.The present invention relates to a base frame and a base frame, which are coupled to an upper arm supporting part supporting a patient's upper arm, a forearm rotation speed reducer coupled to a base frame, and a forearm rotation speed reducer, A forearm drive motor connected to the forearm rotational speed reducer in a state of being coupled to the base frame to rotate the forearm motion part while transmitting rotational force to the forearm rotational speed reducer and to fold or unfold the elbow of the patient, And is connected to a torque sensor, a torque sensor, and a forearm drive motor for measuring the torque applied to the elbow area when the patient's elbow is deployed by the operation of the forearm drive motor. The patient's stiffness is measured and determined according to the time-dependent trend of the measured torque, It provides an elbow rehabilitation robot comprising a control unit for rehabilitation to be controlled the operations or rotation speed of the emitter.

Description

Elbow rehabilitation robot {Elbow exoskeleton robot}

본 발명은 뇌졸중 환자의 팔꿈치 경직에 대한 재활을 가능하게 하는 팔꿈치 재활로봇에 관한 것이다.The present invention relates to an elbow rehabilitation robot capable of rehabilitating an elbow stiffness of a stroke patient.

일반적으로, 뇌졸중 후 환자들은 상당히 다양한 증상들을 가지게 되며, 그 중에서 팔이 굽어진 형태를 가지는 팔꿈치 경직의 증상이 대표적인데, 이를 방치하게 되면 강직 또는 구축으로 이어질 위험이 있으며, 환자의 상지 운동이 제한되기 때문에 일상생활을 하기가 점점 어렵게 된다.In general, after stroke, patients have a variety of symptoms, among which are the symptoms of elbow stiffness with elbow flexion, which can lead to rigidity or constriction, It becomes more and more difficult to do daily life.

따라서, 강직 및 구축의 예방 그리고 일상생활 활동을 할 수 있도록 팔꿈치 경직에 대한 빠르고 지속적인 재활치료가 반드시 필요하다. 또한, 높은 경직도를 가지는 환자의 경우, 그 뻣뻣한 정도가 상당히 클 수 있기 때문에 치료사들에게 부담이 될 수가 있으며, 또한 이로 인하여 환자들은 충분한 치료를 받지 못할 수도 있다.Therefore, fast and continuous rehabilitation of elbow stiffness is indispensable for prevention of stiffness and building, and for daily activities. Also, for patients with high stiffness, the stiffness can be quite large, which can be a burden to therapists, and as a result, patients may not receive adequate treatment.

이러한, 재활치료를 위해 상지 재활 로봇장치를 사용하게 되는데, 상지 재활 로봇장치는 반복 훈련, 훈련량과 시간의 조절, 훈련의 진행 및 경과 여부를 정량화하는 등에 유용하여 재활 훈련을 표준화할 수 있는 장점과 더불어 치료사의 신체적 부담을 경감할 수 있어 국내외 그 수요가 증가 추세에 있다.This rehabilitation robot system is used for rehabilitation therapy. The upper limb rehabilitation robot system is useful for standardization of rehabilitation training, such as iterative training, adjustment of the amount of training and time, In addition, since the physical burden of the therapist can be alleviated, domestic and overseas demand is increasing.

그러나, 종래의 상지 재활 로봇장치는, 환자의 경직도와 운동성을 비롯한 환자의 상태 판단 및 그에 따른 작동 제어가 이루어지지 못하여 환자 상태에 따른 적합한 치료가 이루어지기 어렵고, 장치가 작동되는 동안, 환자의 치료 상태를 관찰 및 판단하고 그에 따라 치료장치의 작동을 조절하기 위한 전문인력이 필요하여 인력에 의한 물리치료의 문제점을 해소시키지 못하는 문제점이 있다.However, in the conventional upper limb rehabilitation robot apparatus, the state of the patient including the stiffness and the mobility of the patient is not judged and the operation control is not performed. Therefore, it is difficult to appropriately perform the treatment according to the patient's condition. There is a problem in that it is not possible to solve the problem of physical therapy by manpower because a special manpower is required to observe and judge the condition and to control the operation of the treatment apparatus accordingly.

또한, 경직 환자의 수동 움직임 중 갑작스런 경련으로 급격한 저항의 증가가 발생할 수 있는데, 종래의 상지 재활로봇은 환자의 상태에 개의치 않고 재활 동작을 지속함으로 인해, 환자가 다칠 수 있는 상황이 발생하는 문제점이 있다.In addition, the sudden jerk of the manual movement of the patient may cause a sudden increase in resistance. However, the conventional upper limb rehabilitation robot continues the rehabilitation operation irrespective of the patient's condition, have.

이러한, 종래의 상지 재활로봇은, 대한민국등록특허공보 제10-1316840호(2013.10.10)에 제시된다.Such a conventional upper limb rehabilitation robot is disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1316840 (Oct. 10, 2013).

본 발명은, 환자의 팔꿈치 경직도와 운동성을 비롯한 환자의 상태에 따라 적합한 치료가 이루어지도록 작동할 수 있는 팔꿈치 재활로봇을 제공하는데 목적이 있다.It is an object of the present invention to provide an elbow rehabilitation robot that can operate appropriately according to the condition of a patient including elbow rigidity and mobility of a patient.

본 발명은, 베이스프레임, 상기 베이스프레임에 결합 설치하며, 환자의 상완을 지지하는 상완 지지부, 상기 베이스프레임에 결합 설치하는 전완 회전감속기, 상기 전완 회전감속기의 축 단부에 결합 설치하며, 환자의 전완 부분을 지지하는 전완 운동부, 상기 베이스프레임에 결합 설치된 상태로 상기 전완 회전감속기와 연결되어, 상기 전완 회전감속기로 회전력을 전달하면서 상기 전완 운동부가 회전되게 하며, 상기 환자의 팔꿈치를 접거나 펼 수 있게 하는 전완 구동모터, 상기 전완 회전감속기에 연결 설치하며, 상기 전완 회전감속기에 연결 설치하며, 상기 전완 구동모터의 작동에 의해 상기 환자의 팔꿈치를 펼 때, 상기 팔꿈치 부위에 부하되는 토크를 측정하는 토크센서, 상기 토크센서 및 상기 전완 구동모터에 연결되며, 상기 전완 운동부의 회전각도 및 상기 토크센서로부터 측정된 토크의 시간에 따른 경향에 따라 상기 환자의 경직도를 측정 및 판별하고, 상기 전완 구동모터의 작동여부 또는 회전속도를 조절되게 하는 재활제어부를 포함하는 팔꿈치 재활로봇을 제공한다.The present invention relates to a biped robot comprising a base frame, an upper arm supporting part which is installed to the base frame and supports the upper arm of the patient, a forearm rotary reducer which is installed on the base frame, And the forearm rotational part is connected to the forearm rotational speed reducer in a state of being coupled to the base frame to rotate the forearm motion part while transmitting rotational force to the forearm rotational speed reducer so that the forearm rotational part can be folded or unfolded A torque transmitting unit that is connected to the forearm rotational speed reducer and is connected to the forearm rotational speed reducer and measures a torque applied to the elbow when the elbow of the patient is deployed by the operation of the forearm drive motor, Sensor, the torque sensor, and the forearm drive motor, An elbow rehabilitation robot including a rehabilitation control part for measuring and discriminating the rigidity of the patient according to a tendency of the torque measured from the torque sensor and the rotation angle and controlling whether the forearm drive motor is operating or rotating, to provide.

또한, 상기 베이스프레임 및 상기 상완 지지부와, 상기 전완 회전감속기의 축 단부 및 상기 전완 운동부는 상호 대응되는 도브테일로 착탈 가능하게 결합할 수 있다.In addition, the base frame, the upper arm support portion, the shaft end portion of the forearm rotational speed reducer, and the forearm motion portion may be detachably coupled with dovetail corresponding to each other.

또한, 상기 상완지지부는, 상기 베이스프레임에 결합되는 상완지지프레임, 상기 상완지지프레임에 회전 가능하게 연결 설치하며, 상기 상완이 안착상태로 착용 배치되는 상완착용구를 포함할 수 있다.The upper arm support unit may include a brace support frame coupled to the base frame, a brace support bracket rotatably connected to the brace support frame, and an upper arm support member in which the upper arm is worn in a seated state.

또한, 상기 전완운동부는, 일측은 상기 전완 회전감속기의 축 단부에 결합하며, 타측에는 슬라이딩가이드를 구비하는 전완연결부재, 상기 슬라이딩가이드에 전후방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 연결 설치되는 길이조절대, 상기 길이조절대의 일단에 결합되며, 상기 전완이 안착상태로 착용 배치되는 전완착용구를 포함할 수 있다.In addition, the forearm motion part may include a forearm connecting member, one end of which is coupled to the shaft end of the forearm rotational speed reducer, and the other end of which is provided with a sliding guide, a length adjuster connected to the sliding guide so as to be slidable back and forth, And a forearm that is coupled to one end of the length adjuster and in which the forearm is placed in a seated state.

또한, 상기 전완 운동부가 미리 설정된 최대펼침각과 최소펼침각 사이에서 회전하도록 상기 전완 구동모터를 동작되게 하고, 상기 전완 운동부가 최대펼침각과 최소펼침각 사이의 각도를 벗어날 경우 상기 전완 구동모터를 정지되게 하며, 상기 전완 운동부가 최대펼침각과 최소펼침각 사이에서 회전하는 상태에서 상기 토크센서로부터 측정된 토크가 미리 설정된 최저 토크값과 최대 토크값 사이일 때는 상기 전완 구동모터를 동작되게 하고, 측정된 토크가 미리 설정된 최저 토크값과 최대 토크값 사이의 수치를 벗어날 경우 상기 전완 구동모터를 정지되게 하며, 상기 전완 운동부가 최대펼침각과 최소펼침각 사이에서 회전하는 상태에서 측정된 토크가 미리 설정된 최저 토크값과 최대 토크값 사이를 가짐과 더불어 토크의 순간변화량이 미리 설정된 토크변화량 한계값보다 작을 경우 상기 전완 구동모터에서 발생되는 회전력의 속도를 감속되게 하며, 토크의 순간변화량이 미리 설정된 토크변화량 한계값보다 클 경우 상기 환자의 경직도를 판별할 수 있다.The forearm drive motor is operated so that the forearm motion part rotates between a predetermined maximum spreading angle and a minimum spreading angle. When the forearm motion part is out of an angle between a maximum spreading angle and a minimum spreading angle, When the torque measured by the torque sensor is between a predetermined minimum torque value and a maximum torque value in a state where the forearm motion part rotates between a maximum spreading angle and a minimum spreading angle, When the torque of the forearm drive unit is rotated between the maximum spreading angle and the minimum spreading angle is smaller than a preset minimum torque value And the maximum torque value, and the instantaneous change amount of the torque is set in advance The speed of the rotational force generated in the forearm drive motor is decelerated and the rigidity of the patient can be determined when the instantaneous change amount of the torque is larger than the preset torque change amount limit value.

본 발명에 따른 팔꿈치 재활로봇은, 상완 지지부 및 전완 운동부를 통해 환자의 상완 및 전완 부분을 안착시킨 상태에서 전완 구동모터에서 발생된 회전력이 전완 회전감속기를 통해 전완 운동부로 전달되게 하여 팔꿈치 재활운동이 이루어짐에 있어서, 재활제어부는 토크센서로부터 측정된 토크값에 따라 전완 구동모터의 작동여부 또는 회전속도를 조절하는 바, 환자의 팔꿈치 경직도와 운동성을 비롯한 환자의 상태에 따라 적합한 재활치료를 가능하게 한다.The elbow rehabilitation robot according to the present invention allows the rotational force generated in the forearm drive motor to be transmitted to the forearm motion part through the forearm rotational decelerator in a state where the upper arm and forearm part of the patient are seated through the upper arm support part and the forearm motion part, The rehabilitation control unit adjusts the operation or rotation speed of the forearm drive motor according to the torque value measured from the torque sensor, and enables rehabilitation suitable for the condition of the patient including the elbow rigidity and mobility of the patient .

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팔꿈치 재활로봇의 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 팔꿈치 재활로봇의 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 팔꿈치 재활로봇의 정면도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 팔꿈치 재활로봇의 측면도이다.
도 5는 도 1에 나타낸 재활제어부의 제어알고리즘을 나타낸 순서도이다.1 is a perspective view of an elbow rehabilitation robot according to an embodiment of the present invention.
2 is an exploded perspective view of the elbow rehabilitation robot shown in Fig.
3 is a front view of the elbow rehabilitation robot shown in Fig.
4 is a side view of the elbow rehabilitation robot shown in Fig.
5 is a flowchart showing the control algorithm of the rehabilitation control unit shown in Fig.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference will now be made in detail to the preferred embodiments of the present invention, examples of which are illustrated in the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 팔꿈치 재활로봇의 사시도이며, 도 2는 도 2에 나타낸 팔꿈치 재활로봇의 분해사시도이고, 도 3은 도 1에 나타낸 팔꿈치 재활로봇의 정면도이며, 도 4는 도 1에 나타낸 팔꿈치 재활로봇의 측면도이다. 도 1 내지 도 4를 참조하면, 일 실시예의 팔꿈치 재활로봇은, 베이스프레임(100), 상완 지지부(200), 전완 회전감속기(300), 전완 운동부(400), 전완 구동모터(500), 토크센서(600), 재활제어부(700)를 구비하고 있다.FIG. 1 is a perspective view of an elbow rehabilitation robot according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the elbow rehabilitation robot shown in FIG. 2, FIG. 3 is a front view of the elbow rehabilitation robot shown in FIG. 1 is a side view of the elbow rehabilitation robot shown in Fig. 1. Fig. 1 to 4, an elbow rehabilitation robot of an embodiment includes a base frame 100, an upper arm support unit 200, a forearm rotation speed reducer 300, a forearm motion unit 400, a front arm drive motor 500, A sensor 600, and a rehabilitation control unit 700.

상기 베이스프레임(100)은 이후 설명될 상완 지지부(200), 전완 회전감속기(300), 전완 운동부(400), 전완 구동모터(500)를 연결 지지하는 프레임이다. 이러한, 상기 베이스프레임(100)은 재활운동을 하는 장소에 설치되는데, 이때, 상기 베이스프레임(100)은 도 1과 같이 스탠드(110)에 연결 설치될 수 있으며, 이때, 상기 스탠드(110)에는 상기 베이스프레임(100)을 상기 스탠드(110)의 길이방향을 따라 위치를 이동시킨 상태로 고정되게 하는 홀더브라켓(120)을 연결 설치할 수 있다. 즉, 상기 베이스프레임(100)은 상기 홀더브라켓(120)에 결합된 상태로 상기 스탠드(110)에 연결 배치됨으로써, 상기 스탠드(110) 상에서 상하이동 또는 회전하면서 상하방향 위치 및 회전위치를 조절할 수 있게 한다.The base frame 100 is a frame for supporting and supporting the upper arm support unit 200, the forearm rotation speed reducer 300, the forearm motion unit 400, and the forearm drive motor 500 to be described later. The base frame 100 may be connected to the stand 110 as shown in FIG. 1. At this time, the base 110 may be connected to the stand 110, A holder bracket 120 for fixing the base frame 100 in a state where the base frame 100 is moved along the longitudinal direction of the stand 110 can be connected. That is, the base frame 100 is connected to the stand 110 in a state of being coupled to the holder bracket 120, so that the base frame 100 can be vertically moved or rotated on the stand 110, Let's do it.

그리고, 상기 베이스프레임(100)의 일측면에는 각각 이후 설명될 상완 지지부(200)를 착탈 가능하게 결합할 수 있게 하는 도브테일(800)을 결합 구비할 수 있다. 이때, 상기 베이스프레임(100)의 일측면에는 상기 도브테일(800)을 상기 베이스프레임(100)의 일단 및 타단에 각각 결합 구비하여, 상완 지지부(200)를 상기 베이스프레임(100)의 일단 또는 타단에 선택적으로 결합되게 할 수 있는 바, 환자의 재활하고자 하는 팔의 위치가 왼팔 또는 오른팔에 상관없이 사용을 가능하게 할 수 있다. 이러한, 상기 베이스프레임(100)의 일측면에 결합 구비되는 상기 도브테일(800)에는 제1고정공(810)이 관통 형성되며, 제1고정공(810)에는 제1고정볼트(820)를 삽입상태로 체결 구비한다. 따라서, 상기 베이스프레임(100)의 일측면에 상완 지지부(200)를 상호 대응되는 도브테일(800)로 결합한 후, 상기 제1고정볼트(820)의 단부가 상완지지부(200)에 마련된 도브테일(800)의 제1고정공(810)에 삽입되면서, 상기 베이스프레임(100)과 상완 지지부(200)를 결합상태로 고정유지되게 할 수 있다.A dovetail 800 may be coupled to one side of the base frame 100 to detachably couple the upper arm support 200 to be described later. The dovetail 800 may be coupled to one side of the base frame 100 and the other side of the base frame 100 so that the upper arm support 200 may be connected to one end or the other end of the base frame 100. [ So that the position of the arm of the patient to be rehabilitated can be used regardless of the left arm or the right arm. A first fixing hole 810 is formed in the dovetail 800 coupled to one side of the base frame 100 and a first fixing bolt 820 is inserted into the first fixing hole 810 As shown in Fig. The upper brace support part 200 is coupled to one side of the base frame 100 with the dovetail 800 corresponding to each other and the end of the first fixing bolt 820 is connected to the dovetail 800 So that the base frame 100 and the upper arm support 200 can be fixedly held in the engaged state.

또한, 상기 베이스프레임(100)의 타측면에는 이후 설명될 전완 회전감속기(300)와 전완 구동모터(500)를 구동벨트(510)로 연결시, 구동벨트(510)의 장력을 유지되게 하는 아이들러(130)를 축회전 가능하게 결합 구비할 수 있다.The other side of the base frame 100 is connected to the front wheel driving motor 500 through a driving belt 510 and a driving motor (130) may be rotatably coupled.

상기 상완 지지부(200)는 재활대상 환자의 인체 중 상완 부분을 지지하게 된다. 이러한, 상기 상완 지지부(200)는 상기 베이스프레임(100)의 일측에 결합 설치하는데, 보다 상세하게는 상기 상완 지지부(200)의 일측은 상기 베이스프레임(100) 일측에 착탈 가능하게 결합되도록 상기 베이스프레임(100)의 일측에 결합된 도브테일(800)에 대응되는 도브테일(800)이 형성된다. 여기서, 상기 상완 지지부(200)에 대해 상세하게 설명하면, 상기 상완지지부(200)는 상완지지프레임(210), 상완착용구(220)를 포함한다.The upper arm support part 200 supports the upper arm part of the human body of the patient to be rehabilitated. The upper arm support part 200 is coupled to one side of the base frame 100. More specifically, one side of the upper arm support part 200 is detachably coupled to one side of the base frame 100, A dovetail 800 corresponding to the dovetail 800 coupled to one side of the frame 100 is formed. The upper arm support 200 includes the upper arm support frame 210 and the upper arm support 220. [

상기 상완지지프레임(210)은 상기 베이스프레임(100)에 연결 설치되는 프레임이다. 즉, 상기 상완지지프레임(210)은 반원통 형상을 가지는데, 이후 설명될 전완 운동부(400)의 일단이 삽입 배치된 상태에서 전완 운동부(400)의 회전시 간섭이 발생하는 것을 방지하도록 일측이 개방된 구조를 가지게 된다.The upper arm support frame 210 is a frame connected to the base frame 100. In other words, the upper arm support frame 210 has a semicylindrical shape. In order to prevent the forearm motion part 400 from interfering with rotation when the one end of the forearm motion part 400 is inserted, It has an open structure.

이러한, 상기 상완지지프레임(210)에는 상기 베이스프레임(100)의 도브테일(800)에 대응되게 체결되는 도브테일(700)을 결합 구비한다. 이때, 상기 상완지지프레임(210)에 결합되는 도브테일(700)은 상기 상완지지프레임(210)의 일측면 및 타측면에 각각 구비됨으로써, 상기 상완지지프레임(210)과 상기 베이스프레임(100)의 결합되는 위치를 변경하면서 환자의 재활하고자 하는 팔 위치가 왼팔 또는 오른팔에 상관없이 사용을 가능하게 할 수 있다.The dovetail 700 coupled to the dovetail 800 of the base frame 100 is coupled to the upper arm support frame 210. The dovetail 700 coupled to the upper arm support frame 210 is provided on one side and the other side of the upper arm support frame 210 so that the upper arm support frame 210 and the base frame 100 The position of the arm to be rehabilitated by the patient can be used regardless of the left arm or the right arm while changing the combined position.

상기 상완착용구(220)는 상기 상완지지프레임(210)에 상기 환자의 상완 부분을 안착상태로 착용 배치되게 하면서, 상기 상완 부분을 상기 상완지지프레임(210)이 지지할 수 있게 한다. 이러한, 상기 상완착용구(220)의 일단에는 상기 상완 부분을 삽입하면서 안착상태로 착용되도록 'U'자형의 안착부(221)가 형성된다. 여기서, 상기 상완착용구(220)의 타단은 상기 상완지지프레임(210)에 회전 가능하게 연결 결합됨으로써, 이후 상기 환자의 재활운동에 따라 대응되게 움직이게 됨으로써, 상기 환자에게 편안한 착용감을 유지할 수 있게 한다. 더불어, 상기 상완착용구(220)에는 상기 환자의 상완 부분이 안착부(221)에 삽입 안착된 상태에서 이탈하지 않도록 고정되게 하는 고정밴드(도면미도시)를 연결 구비할 수도 있음은 물론이다.The upper arm support 220 allows the upper arm support frame 210 to support the upper arm while wearing the upper arm portion of the patient in a seated state in the upper arm support frame 210. The U-shaped seating part 221 is formed at one end of the upper arm 220 so that the upper arm is inserted while the upper arm is inserted. Here, the other end of the upper arm 220 is rotatably coupled to the upper arm support frame 210, so that the other end of the upper arm 220 moves correspondingly with the rehabilitation movement of the patient, thereby maintaining a comfortable fit to the patient . In addition, the upper arm 220 may be provided with a fixing band (not shown) for fixing the upper arm part of the patient so as not to be separated from the seating part 221 while being inserted.

그리고, 상기 상완착용구(220)는 상기 상완지지프레임(210)의 일측 및 타측에 각각 결합 구비됨으로써, 상기 상완지지프레임(210)이 상기 베이스프레임(100)과 앞서 설명한 바와 같이 도브테일(800)을 통해 결합되는 위치에 따라 환자의 왼팔 또는 오른팔을 선택적으로 안착되게 착용 배치할 수 있다.The upper arm supporting frame 220 is coupled to one side and the other side of the upper arm supporting frame 210 so that the upper arm supporting frame 210 is coupled to the base frame 100 and the dovetail 800, The left arm or the right arm of the patient can be selectively placed so as to be seated.

상기 전완 회전감속기(300)는 이후 설명될 전완 운동부(400)를 축회전 가능하게 연결 지지한다. 보다 상세하게는, 상기 전완 회전감속기(300)는 전완 구동모터(500)로부터 발생된 회전력을 전달받아 전완 운동부(400)로 전달되게 하는데, 이때, 전완 구동모터(500)에서 발생된 회전력의 회전속도를 감속시킨 상태로 전완 운동부(400)로 전달되게 한다.The forearm rotational speed reducer 300 rotatably supports the forearm motion part 400 to be described later. More specifically, the forearm rotational speed reducer 300 receives the rotational force generated from the front-wheel drive motor 500 and transmits the rotational force to the forearm motion unit 400. At this time, rotation of the rotational force generated in the front- So that it is transmitted to the forearm motion part 400 in a state where the speed is reduced.

이러한, 상기 전완 회전감속기(300)는 상기 베이스프레임(100)에 결합 설치하며, 상기 전완 회전감속기(300)의 축 일단에는 전완 구동모터(500)로부터 발생된 회전력을 구동벨트(510)로 전달받을 수 있도록 풀리(310)를 결합 구비한다.The forearm rotational speed reducer 300 is coupled to the base frame 100 and transmits the rotational force generated from the front-wheel drive motor 500 to the driving belt 510 at one end of the shaft of the forearm rotational speed reducer 300 And a pulley 310 is coupled to the pulley 310 to receive the pulley 310.

그리고, 상기 전완 회전감속기(300)의 축 타단에는 전완 운동부(400)를 착탈 가능하게 결합할 수 있도록 도브테일(800)을 결합 설치할 수 있다. 이러한, 상기 전완 회전감속기(300)의 축 타단에 결합 구비되는 도브테일(800)에는 제1고정공(810)이 관통 형성되며, 제1고정공(810)에는 제1고정볼트(820)를 삽입상태로 체결 구비한다. 따라서, 상기 전완 회전감속기(300)의 축 타단에 전완 운동부(400)를 상호 대응되는 도브테일(800)로 결합한 후, 상기 제1고정볼트(820)의 단부가 전완 운동부(400)에 마련된 도브테일(800)의 제1고정공(810)에 삽입되면서, 상기 전완 회전감속기(300)의 축 타단에 전완 운동부(400)를 결합상태로 고정유지되게 할 수 있다.The dovetail 800 may be coupled to the other end of the forearm rotational speed reducer 300 so that the forearm motion part 400 may be detachably coupled. A first fixing hole 810 is formed in the dovetail 800 coupled to the other end of the fork shaft rotational speed reducer 300 and a first fixing bolt 820 is inserted into the first fixing hole 810 As shown in Fig. Therefore, after the forearm motion part 400 is coupled to the other end of the forearm rotational speed reducer 300 by the corresponding dovetail 800, the end of the first fixing bolt 820 is inserted into the dovetail The forearm motion part 400 may be fixedly held on the other end of the forearm rotational speed reducer 300 while being inserted into the first fixing hole 810 of the forearm rotational speed reducer 800. [

상기 전완 운동부(400)는 상기 전완 회전감속기(300)로부터 회전력을 전달받아 회전하면서 상기 환자의 전완 부분, 보다 상세하게는 팔꿈치 부분을 접거나 펼 수 있게 하면서 운동이 이루어지게 한다. 이러한, 상기 전완 운동부(400)는 상기 전완 회전감속기(300)의 축 타단에 결합 설치한다. 이때, 상기 전완 운동부(400)는 상기 전완 회전감속기(300)의 축 타단에 착탈 가능하게 설치할 수 있는데, 이러한, 상기 전완 운동부(400)의 일측에는 상기 전완 회전감속기(300)의 축 타단에 설치된 도브테일(800)에 대응되게 결합되는 도브테일(800)을 결합 구비할 수 있다. 그리고, 상기 전완 운동부(400)에 결합되는 도브테일(800)에는 상기 전완 회전감속기(300)의 도브테일(800)에 체결된 제1고정볼트(820)의 단부가 삽입 체결되도록 제1고정공(710)이 형성된다. 이같은, 상기 전완 운동부(400)는 전완연결부재(410), 길이조절대(420), 전완착용구(430)를 포함한다.The forearm motion part 400 receives the rotational force from the forearm rotational speed reducer 300 and rotates to allow the user to perform the motion while allowing the user to fold or unfold the forearm part of the patient, more specifically, the elbow part. The forearm motion part 400 is coupled to the other end of the forearm rotational speed reducer 300. At this time, the forearm motion part 400 may be detachably installed at the other end of the forearm rotational speed reducer 300. At the other side of the forearm rotational part 400, A dovetail 800 coupled to the dovetail 800 may be coupled. The dovetail 800 coupled to the forearm motion part 400 includes a first fixing hole 710 for inserting an end of a first fixing bolt 820 fastened to the dovetail 800 of the forearm rotary reducer 300, Is formed. The forearm motion part 400 includes a forearm connecting member 410, a length adjuster 420, and a forearm wearer 430.

상기 전완연결부재(410)는 상기 전완 회전감속기(300)의 축 타단에 결합되는 판 부재이다. 이러한, 상기 전완연결부재(410)는 상기 전완 회전감속기(300)에 착탈 가능하게 결합하도록 일측에 앞서 설명한 바와 같이 상기 전완 회전감속기(300)의 축 타단에 결합된 도브테일(800)에 대응되게 결합되는 도브테일(800)을 고정상태로 결합 구비할 수 있다.The forearm connecting member 410 is a plate member coupled to the other axial end of the forearm rotational speed reducer 300. The forearm connecting member 410 is coupled to the dovetail 800 coupled to the other end of the forearm rotational speed reducer 300 to be detachably coupled to the forearm rotational speed reducer 300, The dovetail 800 may be coupled in a fixed state.

그리고, 상기 전완연결부재(410)의 타측에는 길이조절대(420)를 전후방향으로 슬라이딩 이동되게 가이드하는 슬라이딩가이드(411)를 결합 구비한다. 이러한, 상기 슬라이딩가이드(411)에는 전후방향으로 관통된 가이드홈(411a)이 형성되며, 상기 가이드홈(411a)에 길이조절대(420)를 슬라이딩 가능하게 삽입 설치한다. 이러한, 상기 슬라이딩가이드(411)의 외측면에는 상기 가이드홈(411a)으로 연결되는 체결공(412)이 형성되고, 상기 체결공(412)에는 제2고정볼트(440)를 삽입 체결할 수 있다. 여기서, 상기 제2고정볼트(440)는 상기 체결공(412)을 통해 길이조절대(420)의 제2고정공(421)에 삽입 체결되면서, 길이조절대(420)가 상기 전완연결부재(410)의 슬라이딩가이드(411) 상에서 슬라이딩 이동된 위치를 고정상태로 유지되게 한다.A sliding guide 411 is coupled to the other side of the forearm connecting member 410 to guide the length adjuster 420 in a forward and backward direction. The sliding guide 411 is formed with a guide groove 411a penetrating in the front and rear direction and a length adjuster 420 is slidably inserted into the guide groove 411a. The outer surface of the sliding guide 411 is formed with a fastening hole 412 connected to the guide groove 411a and a second fastening bolt 440 inserted into the fastening hole 412 . The second fixing bolt 440 is inserted into the second fixing hole 421 of the length adjuster 420 through the fastening hole 412 so that the length adjusting bar 420 is inserted into the front fastening member 420 410 to be held in a fixed state.

상기 길이조절대(420)는 상기 전완연결부재(410)의 슬라이딩가이드(411)에 전후방향으로 슬라이딩 이동 가능하게 설치되는 직사각 형상의 프레임이다. 즉, 상기 길이조절대(420)는 상기 슬라이딩가이드(411)의 가이드홈(411a)에 슬라이딩 이동 가능하게 관통 설치한다. 그리고, 상기 길이조절대(420)의 일측면에는 길이방향으로 상호 이격되게 복수의 제2고정공(421)이 형성된다. 이러한, 상기 제2고정공(421)에는 앞서 설명한 상기 슬라이딩가이드(411)의 체결공(412)에 삽입된 상기 제2고정볼트(440)의 단부가 삽입 체결된다.The length adjuster 420 is a rectangular frame that is slidably mounted on the sliding guide 411 of the forearm connecting member 410 in the forward and backward directions. That is, the length adjuster 420 is slidably installed in the guide groove 411a of the sliding guide 411. A plurality of second fixing holes 421 are formed on one side surface of the length adjuster 420 so as to be spaced apart from each other in the longitudinal direction. The end of the second fixing bolt 440 inserted in the fastening hole 412 of the sliding guide 411 described above is inserted into the second fixing hole 421.

이러한, 상기 길이조절대(420)의 일단 일측에는 전완착용구(430)를 착탈 가능하게 결합할 수 있도록 도브테일(800)을 고정상태로 결합 구비할 수 있다. 즉, 상기 길이조절대(420)에 구비된 도브테일(800)은 전완착용구(430)에 결합 구비되는 도브테일(800)에 대응되게 결합한다.The dovetail 800 may be fixedly coupled to one side of the length adjuster 420 so that the forearm wearer 430 can be detachably coupled. That is, the dovetail 800 provided on the length adjuster 420 corresponds to the dovetail 800 coupled to the forearm 430.

상기 전완착용구(430)는 상기 환자의 전완 부분, 좀 더 상세하게는 팔목 부분을 안착상태로 고정 지지하게 된다. 이러한, 상기 전완착용구(430)의 일측은 상기 길이조절대(420)의 일단 일측에 결합 설치되는데, 보다 상세하게는 상기 길이조절대(420)의 일단 일측에 착탈 가능하게 결합 설치되도록 상기 길이조절대(420)의 일단 일측에 구비된 도브테일(800)에 대응되게 결합되는 도브테일(800)을 고정상태로 구비할 수 있다. 그리고, 상기 전완착용구(430)의 타측에는 상기 환자의 전완 부분을 안정적으로 안착상태로 지지하도록 오목하게 라운드 진 안착부(810)가 형성된다. 더불어, 상기 전완착용구(430)에는 상기 환자의 전완 부분이 안착부(810)에 삽입 안착된 상태에서 이탈하지 않도록 고정되게 하는 고정밴드(도면미도시)를 연결 구비할 수도 있음은 물론이다.The forearm 430 is fixedly supported on the forearm part of the patient, more specifically, the cuff part. One end of the length adjuster 420 is coupled to one end of the length adjuster 420. The length adjuster 420 is detachably attached to one end of the length adjuster 420, And a dovetail 800 coupled to the dovetail 800 provided at one end of the adjustable band 420 in a fixed state. On the other side of the forearm wearer 430, a concave rounded seating part 810 is formed to stably support the forearm part of the patient. In addition, it is also possible to connect a fixing band (not shown) for fixing the forearm part of the patient so that the forearm part of the patient is inserted into the seating part 810 and is not separated.

상기 전완 구동모터(500)는 상기 전완 운동부(400)의 길이조절대(420)를 회전되게 하면서, 상기 환자의 전완 부분, 보다 상세하게는 상기 환자의 팔꿈치를 접힘되게 하거나 펼침되게 하면서 재활운동이 이루어지게 구동력을 발생시킨다. 이러한, 상기 전완 구동모터(500)는 상기 베이스프레임(100)에 고정상태로 결합 설치하며, 상기 전완 구동모터(500)의 구동축에 결합된 풀리(511)가 상기 전완 회전감속기(300)의 풀리(310)와 구동벨트(510)를 통해 연결되어, 상기 전완 회전감속기(300)로 회전력을 전달하게 된다. 이때, 상기 전완 구동모터(500)는 이후 설명될 재활제어부(700)와 케이블을 통해 전기적으로 연결되어, 재활제어부(700)에 의해 작동제어가 이루어지게 된다.The forearm drive motor 500 is configured to rotate the length adjuster 420 of the forearm motion part 400 while rotating the forearm part of the patient, more specifically, the elbow of the patient, Thereby generating a driving force. The front wheel drive motor 500 is coupled to the base frame 100 in a fixed state and a pulley 511 coupled to a drive shaft of the front wheel drive motor 500 is connected to the pulley 511 of the front wheel acceleration / And the rotational force is transmitted to the forearm rotational speed reducer 300 through the driving belt 310 and the driving belt 510. At this time, the forearm drive motor 500 is electrically connected to the rehabilitation control unit 700 through a cable, and the operation control is performed by the rehabilitation control unit 700.

상기 토크센서(600)는 상기 전완 운동부(400)의 회전에 따른 상기 환자의 전완 부분에 대한 재활 운동시, 보다 상세하게는 팔꿈치 부분을 펼 때 상기 팔꿈치 관절 부분의 경직도에 따라 상기 전완 회전감속기(300)에 부하되는 토크를 측정하게 된다. 이러한, 상기 토크센서(600)는 상기 전완 회전감속기(300)에 부하되는 토크를 측정할 수 있도록 상기 전완 회전감속기(300)에 연결 설치하며, 측정된 토크값을 재활제어부(700)로 전달하도록 재활제어부(700)에 케이블을 통해 전기적으로 연결한다.The torque sensor 600 is configured to rotate the forearm rotational speed reducer 600 in accordance with the degree of rigidity of the elbow joint portion when the elbow portion is unfolded during rehabilitation of the forearm portion of the patient according to the rotation of the forearm motion portion 400, 300). The torque sensor 600 is connected to the forearm rotational speed reducer 300 so as to measure torque applied to the forearm rotational speed reducer 300 and transmits the measured torque value to the rehabilitation control unit 700 And is electrically connected to the rehabilitation control unit 700 through a cable.

상기 재활제어부(700)는 상기 전완 운동부(400)의 펼침각도 및 상기 토크센서(600)로부터 측정된 토크값에 따라 상기 전완 구동모터(500)의 작동을 제어하게 된다. 이같이, 상기 재활제어부(700)는 상기 전완 구동모터(500)의 작동 여부 또는 상기 전완 구동모터(500)의 작동시 회전속도를 조절되게 한다. 여기서, 상기 재활제어부(700)는 케이블을 통해 상기 토크센서(600) 및 상기 전완 구동모터(500)와 전기적으로 연결된다.The rehabilitation control unit 700 controls the operation of the forearm drive motor 500 according to a spread angle of the forearm motion unit 400 and a torque value measured from the torque sensor 600. In this way, the rehabilitation controller 700 controls the operation of the forearm drive motor 500 or the rotation speed of the forearm drive motor 500 during operation. Here, the rehabilitation controller 700 is electrically connected to the torque sensor 600 and the forearm drive motor 500 through a cable.

그리고, 상기 재활제어부(700)는 미리 설정된 상기 전완 운동부(400)의 최대펼침각 및 최소펼침각 사이에서만 상기 전완 운동부(400)가 시계방향 또는 반시계방향으로 회전하도록 상기 전완 구동모터(500)를 동작되게 한다.The rehabilitation control unit 700 controls the forearm driving motor 500 so that the forearm motion unit 400 rotates clockwise or counterclockwise only between a predetermined maximum opening angle and minimum opening angle of the forearm motion unit 400, .

또한, 상기 재활제어부(700)는 상기 토크센서(600)로부터 측정된 토크값이 미리 설정된 최저토크값과 최대토크값 사이일 때에만 상기 전완 운동부(400)가 회전하도록 상기 전완 구동모터(500)를 동작되게 한다.Also, the rehabilitation control unit 700 may control the forearm drive motor 500 to rotate the forearm motion unit 400 only when the measured torque value from the torque sensor 600 is between a predetermined minimum torque value and a maximum torque value, .

그리고, 상기 재활제어부(700)는 상기 토크센서(600)로부터 측정된 토크값의 변화량이 미리 설정된 토크변화량 한계값보다 클 경우, 이를 감지하여 상기 환자의 경직도를 판별할 수 있는 정량적인 기준을 상기 환자, 치료 및 의사들에게 제공하게 된다.When the amount of change in the torque value measured from the torque sensor 600 is greater than a predetermined torque change amount limit value, the rehabilitation control unit 700 detects a quantitative reference value for determining the rigidity of the patient, Patients, therapies and physicians.

도 5를 참조하여 좀 더 상세하게 설명하면, 미리 설정된 상기 전완 운동부(400)의 전완연결부재(410)가 최대펼침각과 최소펼침각 사이에서 회전하도록 상기 전완 구동모터(500)를 동작되게 하고, 상기 전완 운동부(400)의 전완연결부재(410)가 최대펼침각과 최소펼침각 사이의 각도를 벗어나서 회전할 경우 상기 전완 구동모터(500)를 정지되게 한다. 5, the forearm drive motor 500 is operated so that the forearm connecting member 410 of the forearm motion part 400, which has been set in advance, is rotated between the maximum spreading angle and the minimum spreading angle, The forearm driving motor 500 is stopped when the forearm connecting member 410 of the forearm motion part 400 rotates outside an angle between the maximum spreading angle and the minimum spreading angle.

그리고, 상기 전완 운동부(400)의 전완연결부재(410)가 최대펼침각과 최소펼침각 사이에서 회전하는 상태에서 상기 토크센서(600)로부터 측정된 토크가 미리 설정된 최저 토크값과 최대 토크값 사이일 때는 상기 전완 구동모터(500)를 동작되게 하고, 측정된 토크가 미리 설정된 최저 토크값과 최대 토크값 사이의 수치를 벗어날 경우 상기 전완 구동모터(500)를 정지되게 한다.In a state where the forearm connecting member 410 of the forearm motion part 400 rotates between the maximum spreading angle and the minimum spreading angle, the torque measured from the torque sensor 600 is a value between a predetermined minimum torque value and a maximum torque value The forearm drive motor 500 is operated so that the forearm drive motor 500 is stopped when the measured torque deviates from a predetermined value between the minimum torque value and the maximum torque value.

마지막으로, 상기 전완 운동부(400)의 전완연결부재(410)가 최대펼침각과 최소펼침각 사이에서 회전하는 상태에서 측정된 토크가 미리 설정된 최저 토크값과 최대 토크값 사이를 가짐과 더불어 시간에 따른 토크의 변화량이 미리 설정된 토크변화량 한계값보다 작을 경우 상기 전완 구동모터(500)에서 시작 시, 유저인터페이스(도면미도시) 상에서 입력한 횟수만큼, 임피던스 및 시간지연 제어기법을 이용한 스트레칭 운동을 제공하게 되며, 이를 통해 환자의 팔꿈치 부위 경직도에 따라 상기 전환 구동모터(500)에서 발생되는 회전력의 회전속도를 감속되게 한다. 그리고, 시간에 따른 토크의 변화량이 미리 설정된 토크변화량 한계값보다 클 경우 이를 감지하여 팔꿈치 부위의 경직도를 판별, 즉 회복 척도의 정량적인 기준을 환자, 치료사 및 의사들에게 제공하여, 상기 환자의 팔꿈치 펴짐이 안정적으로 이루어지게 한다.Finally, the torque measured in a state where the forearm connecting member 410 of the forearm motion part 400 rotates between the maximum spreading angle and the minimum spreading angle has a predetermined minimum torque value and a maximum torque value, When the change amount of the torque is smaller than the preset torque change amount limit value, the fork driving motor 500 provides the stretching motion using the impedance and time delay control technique for the number of times inputted on the user interface (not shown) Whereby the rotational speed of the rotational force generated by the switching driving motor 500 is decelerated according to the degree of the elbow position of the patient. Then, when the amount of change in torque with time is greater than a predetermined torque change amount limit value, it is detected to determine the rigidity of the elbow part, that is, a quantitative standard of the recovery measure is provided to the patient, therapist and physician, So that spreading can be performed stably.

이와 같이 구성되는 일 실시예의 팔꿈치 재활로봇의 동작을 도 1 내지 도 4를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation of the elbow rehabilitation robot of this embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 4. FIG.

먼저, 상기 환자의 상지 부분을 상기 상완 지지부(200) 및 상기 전완 운동부(400)에 안착상태로 지지되게 고정한다. 즉, 상기 환자의 상완 부분은 상기 상완 지지부(200)의 상완착용구(220)에 형성된 안착부(221)에 삽입상태로 안착 고정시키고, 상기 환자의 전완 부분은 상기 전완 운동부(400)의 전완착용구(430)에 형성된 안착부(221)에 삽입상태로 안착 고정시킨다.First, the upper limbs of the patient are fixedly supported on the upper arm support part 200 and the forearm motion part 400 in a seated state. That is, the upper arm part of the patient is seated and fixed in the insertion part 221 formed in the upper arm supporting part 220 of the upper arm supporting part 200 while the forearm part of the patient is fixed to the forearm And is seated and fixed in a state of being inserted into a seating part 221 formed in the wearing mouth 430.

이후, 상기 전완 구동모터(500)로 전원을 공급하여 작동되게 하면, 상기 전완 구동모터(500)에서 발생된 회전력은 상기 구동벨트(510)를 통해 상기 전완 회전감속기(300)로 전달된 후, 회전속도가 감속된 상태로 상기 전완 운동부(400)의 전완연결부재(410)로 전달된다.Then, when power is supplied to the forearm drive motor 500, the rotational force generated in the forearm drive motor 500 is transmitted to the forearm rotational speed reducer 300 through the drive belt 510, And transmitted to the forearm connecting member 410 of the forearm motion part 400 in a state where the rotational speed is reduced.

그러면, 상기 전완연결부재(410)가 회전하게 되고, 이에 대응되게 상기 길이조절대(420)도 회전하게 되면서, 상기 길이조절대(420)에 결합된 전완착용구(430)로 회전하면서, 상기 환자의 전완을 이동되게 하면서 상기 환자의 팔꿈치 부분을 펼침 또는 접힘되게 한다.Then, the forearm connecting member 410 is rotated, and the length adjuster 420 is also rotated correspondingly, and is rotated by the forearm wearer 430 coupled to the length adjuster 420, Allowing the patient's elbow to be unfolded or collapsed while the forearm of the patient is being moved.

이때, 상기 토크센서(600)에서는 상기 전완 회전감속기(300)에 가해지는 토크를 측정한 후, 상기 재활제어부(700)로 전달하게 된다.At this time, the torque sensor 600 measures the torque applied to the forearm rotational speed reducer 300, and then transmits the measured torque to the rehabilitation control unit 700.

그리고, 상기 재활제어부(700)는 입력되는 상기 토크에 따라 상기 전완 구동모터(500)의 작동을 제어하게 된다. 즉, 상기 재활제어부(700)는 상기 전완 운동부(400)가 미리 설정된 최대펼침각과 최소펼침각 사이의 범위에서만 회전하도록 상기 전완 구동모터(500)를 작동시키고, 미리 설정된 최대펼침각과 최소펼침각 사이의 범위를 넘어갈 경우, 상기 전완 구동모터(500)의 작동을 정지되게 한다.The rehabilitation control unit 700 controls the operation of the forearm drive motor 500 according to the input torque. That is, the rehabilitation control unit 700 operates the forearm drive motor 500 so that the forearm motion unit 400 rotates only in a range between a preset maximum opening angle and a minimum opening angle, and outputs the maximum opening angle and the minimum opening angle The operation of the forearm drive motor 500 is stopped.

더불어, 상기 전완 운동부(400)가 최대펼침각과 최소펼침각 사이의 범위에서 회전되는 상태에서, 상기 토크센서(600)에서 측정된 토크가 최저토크값과 최대토크값 사이의 범위를 넘어갈 경우, 상기 재활제어부(700)에 의해 상기 전완 구동모터(500)의 작동이 정지된다.In addition, when the torque measured by the torque sensor 600 exceeds the range between the minimum torque value and the maximum torque value in a state where the forearm motion part 400 is rotated in the range between the maximum spreading angle and the minimum spreading angle, The operation of the forearm drive motor 500 is stopped by the rehabilitation control unit 700. [

또한, 상기 전완 운동부(400)가 최대펼침각과 최소펼침각 사이의 범위에서 회전함과 더불어 최저토크값과 최대토크값 사이의 범위를 유지한 상태에서 환자의 재활운동이 이루어지는 상태에서 상기 재활제어부(700)는 상기 환자에 무리한 힘이 가해지지 않도록 하여, 상기 환자가 다치는 것을 방지할 수 있도록 상기 전환 구동모터(500)에서 발생되는 회전력의 회전속도를 감속시킨 상태로 상기 전환 회전감속기(300)로 회전력을 전달한 후, 상기 전완 운동부(400)의 회전에 따른 상기 환자의 팔꿈치 펴짐이 이루어지게 한다. 동시에, 순간적으로 상기 토크센서(600)로부터 측정된 토크의 시간에 따른 변화량, 보다 상세하게는 토크의 순간변화량이 미리설정된 토크변화량 한계값보다 클 경우, 이를 감지하여 상기 환자의 팔꿈치 부분에 대한 경직도를 판별, 즉 회복 척도의 정량적인 기준을 제공하게 된다.In addition, in a state where the forearm motion part 400 rotates in a range between a maximum spreading angle and a minimum spreading angle and a range between the minimum torque value and the maximum torque value is maintained, the rehabilitation controller 700 is provided with the switching rotary speed reducer 300 in a state in which the rotational speed of the rotational force generated by the switching driving motor 500 is reduced so as to prevent the patient from being hurt, So that the elbow of the patient can be inflated according to the rotation of the forearm motion part 400. [ At the same time, when the momentary change amount of the torque measured from the torque sensor 600 over time, more specifically, the instantaneous change amount of the torque is larger than the preset torque change amount limit value, , Which provides quantitative criteria for recovery measures.

이와 같이, 일 실시예의 팔꿈치 재활로봇은, 상기 상완 지지부(200) 및 상기 전완 운동부(400)의 상기 환자의 상완 및 전완 부분을 안착시킨 상태에서 상기 전완 구동모터(500)에서 발생된 회전력이 상기 전완 회전감속기(300)를 통해 상기 전완 운동부(400)로 전달되게 하여 팔꿈치 재활운동이 이루어짐에 있어서, 상기 재활제어부(700)는 상기 토크센서(600)로부터 측정된 토크값에 따라 상기 전완 구동모터(500)의 작동여부 및 회전속도를 조절하는 바, 상기 환자의 팔꿈치 경직도와 운동성을 비롯한 환자의 상태에 따라 적합한 재활치료를 가능하게 한다.As described above, the elbow rehabilitation robot of the embodiment is configured such that the rotational force generated by the forearm drive motor 500 in a state in which the upper arm and the forearm portions of the patient of the upper arm support portion 200 and the forearm motion portion 400 are seated, The rehabilitating controller 700 controls the operation of the forearm drive motor 400 according to the torque value measured from the torque sensor 600, The operation and rotation speed of the patient 500 can be controlled and the rehabilitation treatment can be performed according to the condition of the patient including the elbow rigidity and mobility of the patient.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and equivalent arrangements included within the spirit and scope of the appended claims. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims.

100: 베이스프레임 200: 상완지지부
210: 상완 지지프레임 220: 상완착용구
300: 전완 회전감속기 400: 전완 운동부
410: 전완연결부재 420: 길이조절대
430: 전완착용구 500: 전완 구동모터
600: 토크센서 700: 재활제어부
800: 도브테일100: base frame 200: upper arm support
210: upper arm supporting frame 220: upper arm wearing section
300: forearm rotational speed reducer 400: forearm motion part
410: forearm connecting member 420: length adjuster
430: forearm 500: forearm drive motor
600: Torque sensor 700: Rehabilitation control unit
800: dovetail

Claims

A base frame;
An upper arm supporting part connected to the base frame and supporting the upper arm of the patient;
A forearm rotational speed reducer coupled to the base frame;
A forearm motion part coupled to an axial end of the forearm rotational speed reducer and supporting the forearm part of the patient;
A front wheel drive motor connected to the front wheel rotation speed reducer in a state of being coupled to the base frame to rotate the forearm motion part while transmitting rotational force to the front wheel rotation speed reducer and to fold or unfold the elbow of the patient;
A torque sensor connected to the forearm rotational speed reducer and measuring torque applied to the elbow when the elbow of the patient is deployed by the operation of the forearm drive motor; And
And measures and determines the degree of the rigidity of the patient according to the tendency of the torque measured by the torque sensor and the rotation angle of the forearm motion part connected to the torque sensor and the forearm drive motor, Or a rotation speed of the motor,
The re-
The forearm drive motor is operated so that the forearm motion part rotates between a predetermined maximum opening angle and a minimum opening angle and stops the forearm driving motor when the forearm motion part is out of an angle between a maximum opening angle and a minimum opening angle,
When the torque measured by the torque sensor is between a preset minimum torque value and a maximum torque value in a state where the forearm motion part rotates between a maximum spreading angle and a minimum spreading angle, the forearm driving motor is operated, The front-wheel drive motor is stopped when a value between the set minimum torque value and the maximum torque value is exceeded,
When the torque measured in a state in which the forearm motion part rotates between a maximum spreading angle and a minimum spreading angle has a predetermined minimum torque value and a maximum torque value and when the instantaneous change amount of the torque is smaller than a predetermined torque change amount limit value, The elbow rehabilitation robot for determining the rigidity of the patient when the instantaneous change amount of the torque is greater than the predetermined torque change amount limit value.

The method according to claim 1,
Wherein the base frame and the upper arm support portion, the shaft end portion of the forearm rotational speed reducer, and the forearm motion portion are detachably coupled to each other in a dovetail corresponding to each other.

The method according to claim 1,
The upper arm-
An upper arm support frame coupled to the base frame,
An upper arm rotatably connected to the upper arm support frame, and an upper arm wearing the upper arm in a seated state.

The method according to claim 1,
The forearm motion part includes:
A front link connecting member having one end coupled to an axial end portion of the forearm rotational speed reducer and the other end having a sliding guide,
A length adjuster connected to the sliding guide so as to be slidable in forward and backward directions,
An elbow rehabilitation robot including a forearm wrist which is coupled to one end of the length adjuster and in which the forearm is placed in a seated state.

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