KR20170059044A - System for estimating wrist exercise control function - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템은 거치되는 손과 전완부에 불수의적 운동을 일으켜 손목의 불수의적 또는 수의적 운동에 따른 운동제어변수 생성범위와 물리적 동작특성을 측정하는 측정장치; 상기 측정장치와 연결되어, 상기 측정장치를 제어하고, 상기 측정장치가 측정한 데이터를 수신하여 신호처리하는 신호처리&제어장치; 상기 신호처리&제어장치와 연결되어, 신호 처리과정 또는 신호처리된 결과 데이터를 디스플레이하는 디스플레이장치; 및 상기 신호처리&제어장치와 연결되어, 신호처리된 결과를 음성으로 출력하는 음성출력장치;를 포함하여, 정상군과 중추신경계 손상에 의한 운동 결핍 환자군의 손목 기능을 신경역학 및 신경생리학으로 접근하여 중추신경계에서의 운동제어 명령을 측정하고 평가할 수 있도록 하는 효과가 있다.The system for evaluating wrist motion control function according to the present invention is a measuring device for measuring the range of motion control variable and the physical operation characteristic according to the involuntary or the involuntary movement of the wrist due to the involuntary movement of the forearm and the forearm. A signal processing & control device connected to the measurement device for controlling the measurement device, receiving and measuring the data measured by the measurement device; A display device connected to the signal processing & control device to display signal processing or signal processed result data; And a voice output device connected to the signal processing & control device and outputting a signal-processed result by voice, wherein the wrist function of the motion deficient patient group caused by the normal group and the central nervous system injury is classified into neuro- So that it is possible to measure and evaluate the motion control command in the central nervous system.
Description
본 발명은 손목운동 제어기능 평가시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 정상군과 뇌졸중을 포함하는 중추신경계의 손상에 의한 운동 기능 장애를 갖는 환자군에서 중추신경계의 운동제어 변수 생성 범위와 물리적 동작특성의 한계를 측정하고 분석할 수 있는 손목운동 제어기능 평가시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a wrist motion control evaluation system, and more particularly, to a system for evaluating wrist motion control function, and more particularly, to a system and method for evaluating wrist motion control function in a patient group having motor dysfunction caused by damage to the central nervous system The present invention relates to a wrist motion control function evaluation system capable of measuring and analyzing a limit of a wrist motion control function.
운동의 제어는 상위운동신경계, 하위운동신경계, 감각신경계 등의 유기적인 연결에 의해 이루어지며, 이들 신경계의 미세한 손상은 운동 장애를 유발한다. Control of movement is made by organic connections such as upper motor nervous system, lower motor nervous system, sensory nervous system, etc. Minor damage of these nervous system causes movement disorder.
특히, 뇌졸중과 같은 중추신경계의 손상은 적절한 근육을 올바른 형태와 순서로 제어하고, 근접한 관절들 사이에 협응을 제어하는데 지장을 주어 정밀한 동작 수행과 간단한 일상생활 동작수행에 장애를 수반한다.In particular, damage to the central nervous system, such as a stroke, interferes with the control of proper muscles in the correct form and order, and the control of coordination between adjacent joints, thereby impairing precision performance and simple daily living performance.
특히, 중추신경계의 손상으로 인한 운동 기능 장애의 회복은 일반적으로 신체 근위부에서 시작하여 말단으로 진행하기 때문에 손목의 기능 회복은 다른 신체 부위에 비해 어렵고 오랜 시간이 걸리게 된다.In particular, the recovery of motor dysfunction due to central nervous system injury generally starts from the proximal part of the body and progresses to the distal part, so that the function recovery of the wrist is difficult and takes longer than other body parts.
그러나, 현재 대부분의 연구와 임상에서는 운동 기능 장애의 진단 및 재활 치료 중재 효과의 평가에 있어, 운동 기능의 임상적 지표를 사용하고 있고, 중재효과에 대한 운동수행 결과의 지표에 대해서도 어떻게 행동수준에서 회복이 이루어졌는지에 대한 고려가 없어, 재활의 효율성에 대한 과학적인 근거가 불명확하다는 문제점이 있다.
However, most current studies and clinical trials use clinical indicators of motor function in the assessment of motor dysfunction and the effectiveness of rehabilitation intervention, There is no consideration as to whether the recovery has been achieved and there is a problem that the scientific basis for the efficiency of rehabilitation is unclear.
본 발명은 상술한 문제점들을 해결하기 위하여, 정상군과 중추신경계의 손상에 의한 운동 기능 장애를 가진 환자군의 손목운동 제어 장애를 신경역학 및 신경생리학 기전에 기반하여 생리학적 변수를 이용, 중추신경계의 운동제어 명령을 측정하고 분석하며, 이를 재활 운동에 적용할 수 있는 손목운동 제어기능 평가 시스템의 제공을 목적으로 한다.
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention has been made to solve the aforementioned problems by using physiological variables based on the neurodynamics and neurophysiological mechanisms of the wrist movement control disorders of the patients with motor dysfunction caused by damage of the normal group and the central nervous system, The purpose of this study is to provide a wrist motion control function evaluation system that can measure and analyze motion control commands and apply them to rehabilitation exercises.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템은 거치되는 손과 전완부에 불수의적 운동을 일으켜 손목의 불수의적 또는 수의적 운동에 따른 운동제어변수 생성범위와 물리적 동작특성을 측정하는 측정장치; 상기 측정장치와 연결되어, 상기 측정장치를 제어하고, 상기 측정장치가 측정한 데이터를 수신하여 신호처리하는 신호처리&제어장치; 상기 신호처리&제어장치와 연결되어, 신호 처리과정 또는 신호처리된 결과 데이터를 디스플레이하는 디스플레이장치; 및 상기 신호처리&제어장치와 연결되어, 신호처리된 결과를 음성으로 출력하는 음성출력장치;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
In order to achieve the above-mentioned object, the system for evaluating the wrist motion control function according to the present invention measures the range of motion control parameters and the physical motion characteristics according to the involuntary or the involuntary movement of the wrist, ; A signal processing & control device connected to the measurement device for controlling the measurement device, receiving and measuring the data measured by the measurement device; A display device connected to the signal processing & control device to display signal processing or signal processed result data; And a voice output device connected to the signal processing & control device and outputting a signal processed result by voice.
본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템은 정상군과 중추신경계 손상에 의한 운동 결핍 환자군의 손목 기능을 신경역학 및 신경생리학으로 접근하여 중추신경계에서의 운동제어 명령을 측정하고 평가할 수 있도록 하는 효과가 있다.The wrist motion control evaluation system according to the present invention has the effect of measuring and evaluating the motion control command in the central nervous system by approaching the wrist function of the exercise deficient patient group by the normal group and the central nervous system damage with neurodynamics and neurophysiology have.
또한, 본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템은 운동 장애의 진단, 재활 치료의 효과, 근력 운동의 효과 등 손목의 운동 조정력 결손을 체계적이고 객관적으로 정량화할 수 있는 효과가 있다.
In addition, the wrist motion control function evaluation system according to the present invention can systematically and objectively quantify the motion adjustment force deficiency of the wrist such as the diagnosis of the movement disorder, the effect of the rehabilitation treatment, and the effect of the muscle movement.
도 1은 본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템의 전체 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템의 측정장치를 도시한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템의 손 기구부를 도시한 도면,
도 4는 본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템의 전완 기구부를 도시한 도면, 및
도 5는 본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템의 손목 회전부를 도시한 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall configuration diagram of a wrist motion control function evaluation system according to the present invention;
2 is a view showing a measurement apparatus of the wrist motion control function evaluation system according to the present invention,
3 is a view showing a hand mechanism of the wrist motion control function evaluation system according to the present invention,
FIG. 4 is a view showing a forearm mechanism part of a wrist motion control function evaluation system according to the present invention, and FIG.
5 is a view illustrating a wrist rotation unit of the wrist motion control function evaluation system according to the present invention.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, terms and words used in the present specification and claims should not be construed as limited to ordinary or dictionary terms, and the inventor should appropriately interpret the concept of the term appropriately in order to describe its own invention in the best way. The present invention should be construed in accordance with the meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Therefore, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are merely the most preferred embodiments of the present invention and do not represent all the technical ideas of the present invention. Therefore, It is to be understood that equivalents and modifications are possible.
도 1은 본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템의 전체 구성도이다.FIG. 1 is an overall configuration diagram of a wrist motion control function evaluation system according to the present invention.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템은 측정장치(100), 신호처리&제어장치(200), 디스플레이장치(300) 및 음성출력장치(400)를 포함한다. 1, the wrist motion control function evaluating system according to the present invention includes a
상기 측정장치(100)는 손과 전완부가 거치되며, 중추신경의 운동제어 변수 생성범위와 물리적 동작특성의 한계를 측정한다.The
보다 구체적으로, 상기 측정장치(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 메인 프레임(110), 상기 메인 프레임(110) 상부에 장착된 손 기구부(120), 전완 기구부(130) 상기 메인 프레임(110) 하부 내측에 장착되어 상기 손 기구부(120)와 연결된 손목 회전부(140)를 포함한다.2, the
참고로, 도 2는 본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템의 측정장치를 도시한 도면이다.2 is a view showing a measuring apparatus of the wrist motion control function evaluating system according to the present invention.
상기 손 기구부(120)는 도 3에 도시된 바와 같이, 손 안착부(121), 제1 측면 지지부(122), 제1 연결 나사(123), 손 고정벨트(124), 제1 하부 지지부(125), 및 가이드부(126)를 포함한다.3, the
참고로, 도 3은 본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템의 손 기구부를 도시한 도면이다.3 is a diagram illustrating a hand mechanism of the wrist motion control function evaluation system according to the present invention.
상기 손 안착부(121)는 손바닥이 안착되는 구성으로 다양한 표면의 재질과 형태로 이루어져 있으며, 특히 손의 크기에 따라 크기를 조절할 수 있도록 플렉서블하게 구성될 수 있다.The
상기 제1 측면 지지부(122)는 상기 손 안착부(121) 양측으로 기립형성되어, 상기 손 안착부(121)를 지지한다.The first
상기 제1 연결 나사(123)는 상기 제1 측면 지지부(122)의 외측에서 내측으로 관통삽입되어 말단부가 상기 손 안착부(121)에 결합됨에 따라, 상기 제1 측면 지지부(122)와 상기 손 안착부(121)가 결합될 수 있도록 한다.The
이때, 플렉서블한 상기 손 안착부(121)는 상기 제1 연결 나사(123)의 조작에 따라 손의 크기에 맞게 크기가 조절되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the flexible
상기 손 고정벨트(124)는 양말단부가 양측으로 기립형성된 상기 제1 측면 지지부(122) 외측에 결합되어 상기 손 안착부(121)에 안착된 손을 고정시키며, 어느 한 말단부에 벨크로가 구비되어 고정을 용이하게 하고, 손과 접촉하는 내측면에 쿠션을 포함하여 고정에 따른 불편함을 해소시킨다. The
상기 제1 하부 지지부(125)는 상기 제1 측면 지지부(122)의 하부에 배치되어, 기립형성된 상기 제1 측면 지지부(122)를 지지한다.The first lower supporting
상기 제1 하부 지지부(125)는 왼손잡이 또는 오른손잡이 등 실험조건에 따라 슬라이드 방식으로 교체가 가능하다.The first
즉, 상기 제1 하부 지지부(125)상에 결합된 상기 손 안착부(121)가 왼손잡이용 또는 오른손잡이용으로 별도로 구분된 경우 상기 제1 하부 지지부(125)를 슬라이드 방식으로 용이하게 교체하여 사용한다.That is, if the
상기 가이드부(126)는 상기 제1 하부 지지부(125)를 기준으로 상기 제1 측면 지지부(122)와 반대방향으로 형성되고, 상기 손목 회전부(140)의 회전축과 결합하여 손목의 굴곡, 신전에 따른 손목의 회전중심 변화를 고려하여 상기 손 안착부(121)와 손목 회전 중심과의 거리를 능동적으로 변화시킨다.The
한편, 상기 전완 기구부(130)는 도 4에 도시된 바와 같이, 전완 안착부(131), 제2 측면 지지부(132), 제2 연결나사(133), 전완 고정벨트(134), 제2 하부 지지부(135), 전완 상하 프리즈매틱 조인트(136), 전완 앞뒤 프리즈매틱 조인트(137), 전완 좌우 프리즈매틱 조인트(138), 및 전완 레볼루션 조인트(139)를 포함한다.4, the
참고로, 도 4는 본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템의 전완 기구부를 도시한 도면이다.4 is a view illustrating a forearm mechanism of the wrist motion control evaluation system according to the present invention.
상기 전완 안착부(131)는 전완부가 안착되는 구성으로 전완부의 크기에 따라 크기를 조절할 수 있도록 플렉서블하게 구성될 수 있다.The
상기 제2 측면 지지부(132)는 상기 전완 안착부(131) 양측으로 기립형성되어, 상기 전완 안착부(131)를 지지한다.The second
상기 제2 연결 나사(133)는 상기 제2 측면 지지부(132)의 외측에서 내측으로 관통삽입되어 말단부가 상기 전완 안착부(131)에 결합됨에 따라, 상기 제2 측면 지지부(132)와 상기 전완 안착부(131)가 결합될 수 있도록 한다.The
이때, 플렉서블한 상기 전완 안착부(131)는 상기 제2 연결 나사(133)의 조작에 따라 전완부의 크기에 맞게 크기가 조절되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the size of the flexible
상기 전완 고정벨트(134)는 양말단부가 양측으로 기립형성된 상기 제2 측면 지지부(132) 내측에 결합되어 상기 전완 안착부(131)에 안착된 전완부를 고정시키며, 어느 한 말단부에 벨크로가 구비되어 고정을 용이하게 하고, 전완부와 접촉하는 내측면에 쿠션을 포함하여 고정에 따른 불편함을 해소시킨다. The
상기 제2 하부 지지부(135)는 상기 전완 안착부(131), 상기 제2 측면 지지부(132) 등의 하부에 배치되어 해당 구성들을 지지한다.The second lower supporting
상기 전완 상하 프리즈매틱 조인트(136)는 상기 제2 하부 지지부(135)와 복수의 지지바로 연결되어 상기 제2 하부 지지부(135)의 상하 높이를 조절하고, 상기 전완 앞뒤 프리즈매틱 조인트(137)는 상기 전환 상하 프리즈매틱 조인트(136)의 하부에 구비되어 슬라이드 방식으로 상기 전환 상하 프리즈매틱 조인트(136)가 앞뒤로 이동할 수 있도록 함으로써, 앞뒤위치를 조절하며, 상기 전완 좌우 프리즈매틱 조인트(138)는 상기 앞뒤 프리즈매틱 조인트(137)의 하부에 구비되어 슬라이드 방식으로 상기 앞뒤 프리즈매틱 조인트(137)가 좌우로 이동할 수 있도록 함으로써 좌우위치를조절한다.The fore and aft upper and lower
즉, 상기 전완 상하 프리즈매틱 조인트(136), 상기 전완 앞뒤 프리즈매틱 조인트(137), 및 상기 전완 좌우 프리즈매틱 조인트(138)는 상기 제2 하부 지지부(135)를 상하, 앞뒤, 및 좌우로 이동시켜 결과적으로 상기 제2 하부 지지부(135)에 장착된 상기 전완 안착부(131)를 다양한 신체조건을 가진 사용자의 위치에 맞게 조절한다.That is, the forearm upper and lower
한편, 상기 전완 레볼루션 조인트(139)는 바닥면이 상기 메인 프레임(110)에 결합되어 상기 전완 기구부(130)가 상기 메인 프레임(110)에 고정될 수 있도록하고, 특히 상단면이 상기 전완 좌우 프리즈매틱 조인트(138)와 회전가능하게 결합되어, 상기 전완 좌우 프리즈매틱 조인트(138)의 방위를 조절할 수 있도록 한다. The front arm
그리고, 상기 메인 프레임(110)에 장착되는 상기 손목 회전부(140)는 도 5에 도시된 바와 같이 모터(141), 엔코더(142), 토크센서(143), 근전도 센서(144), 회전 제한 센서(145), 및 회전 제한 블럭(146)을 포함한다.5, the
참고로, 도 5는 본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템의 손목 회전부를 도시한 도면이다.5 is a view illustrating a wrist rotation unit of the wrist motion control function evaluation system according to the present invention.
상기 모터(141)은 회전축이 상기 손 기구부(120)의 가이드부(126)와 연결되어 손목의 불수의적 운동을 일으킨다.The rotation shaft of the
상기 엔코더(142)는 상기 모터(141) 상부에 설치되어 손목의 물리적 동작 범위 및 속도의 한계를 측정한다.The
상기 토크센서(143)는 상기 엔코더(142) 상부에 설치되어 상기 손목의 불수의적 운동에 의한 손목의 물리적 힘 범위의 한계를 측정한다.The
상기 근전도 센서(144)는 손목 회전부(140) 상부 일측에 설치되어 손목의 불수의적, 수의적 운동에 의한 손목 근육의 활성도를 측정한다.The
상기 회전 제한 센서(145)는 상기 모터(141)의 과도한 회전으로 발생할 수 있는 손목 부상의 방지를 위해 회전범위를 제한한다.The
상기 회전 제한 블럭(146)은 상기 회전 제한 센서(145)와 마찬가지로 상기 모터(141)의 과도한 회전으로 발생할 수 있는 손목 부상의 방지를 위해 회전범위를 물리적으로 제한한다.Like the
상기 신호처리&제어장치(200)는 상기 손목 회전부(140)와 연결되어, 상기 모터(141)의 회전을 제어하고, 상기 토크센서(143), 상기 근전도 센서(144), 및 상기 회전 제한 센서(145)와 연결되어 각 센서가 측정한 데이터를 수신하여 신호처리한다.The signal processing and
상기 디스플레이장치(300)는 상기 신호처리&제어장치(200)와 연결되어 신호처리된 데이터를 시각적으로 디스플레이한다.The
마찬가지로 상기 음성출력장치(400)는 상기 신호처리&제어장치(200)와 연결되어 신호처리된 결과를 청각적인 소리로 발생시켜 사용자에게 알린다.Likewise, the
이하에서, 상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 손목운동 제어기능 평가 시스템의 작동에 대하여 간략히 설명한다.Hereinafter, the operation of the wrist motion control function evaluation system according to the present invention having the above-described configuration will be briefly described.
먼저, 이용자 또는 피험자(정상군과 환자군)들은 도 1에서와 같이, 본 손목 기능 측정 평가 시스템에 피험자의 신체 조건과 실험 조건(어깨 및 팔꿈치 각도)을 고려하여 의자에 착석하고 상기 모니터(300)를 이용하여 정상군과 환자군들의 모니터와 눈의 높이와 거리를 조절한다.1, a user or a subject (a normal group and a patient group) is seated on the chair in consideration of the subject's physical condition and experimental conditions (shoulder and elbow angle) of the subject wrist function measurement and evaluation system, To monitor the height and distance of the eyes and eyes of the normal group and the patient group.
이후, 상기 전완 안착부(131)에 전완부를 안착시키고, 상기 손 안착부(121)에 손을 안착시킨 후, 상기 제1 측면 지지부(122)의 위치를 피험자의 신체적 차이에 대응하여 최대한 편안하게 조절한다. Thereafter, the forearm is seated on the
이때, 부상의 방지와 정확한 회전 운동을 위해 손목의 회전 중심과 상기 손목 회전부(140)의 회전 중심을 일치시키고 고정한다.At this time, the rotation center of the wrist and the rotation center of the
이후, 상기 전완 상하 프리즈매틱 조인트(136), 상기 전완 앞뒤 프리즈매틱 조인트(137), 상기 전완 좌우 프리즈매틱 조인트(138) 및 상기 전완 레볼루션 조인트(139)로 상기 전완 고정부(1123)의 위치를 피험자의 신체조건에 맞도록 최대한 편안하게 조절한 후 벨크로를 구비한 상기 전완 고정벨트(134)와 상기 손 고정벨트(124)로 움직임을 고정한다. Thereafter, the position of the forefoot fixation portion 1123 is determined by the front-and-back free math joint 136, the forearm front and back prismatic joint 137, the forearm right and left prismatic joint 138 and the forearm revolute joint 139 And the movement is fixed with the front and back fixing
이와 같이 각 피험자에 해부학적 차이와 실험 조건에 맞춰 장치를 조절하고 고정한 후, 신경역학 및 신경생리학에 기반한 손목 기능 측정, 평가 방법에 의거하여 상기 모터(141)를 이용하여 가가속도, 가속도, 속도의 프로파일을 조절하여 손목의 불수의적 운동을 일으키며, 손목의 수의적, 불수의적 운동에서 손목의 물리적 동작 범위 및 속도의 한계를 상기 엔코더(142)를 이용하여 측정하며, 손목의 물리적 힘 범위의 한계를 토크 센서(143)를 이용하여 측정한다. 또한 손목의 긴장성 신장반사에 의한 근육의 활성도는 근전도 센서(144)를 이용하여 측정한다.After the device is adjusted and fixed in accordance with the anatomical differences and the experimental conditions in each subject as described above, based on the wrist function measurement and evaluation method based on neurodynamics and neurophysiology, the
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 하기에 기재될 청구범위의 균등 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It is to be understood that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the appended claims.
100 : 측정장치
110 : 메인 프레임
120 : 손 기구부
121 : 손 안착부
122 : 제1 측면 지지부
123 : 제1 연결 나사
124 : 손 고정벨트
125 : 제1 하부 지지부
126 : 가이드부
130 : 전완 기구부
131 : 전완 안착부
132 : 제2 측면 지지부
133 : 제2 연결나사
134 : 전완 고정벨트
135 : 제2 하부 지지부
136 : 전완 상하 프리즈매틱 조인트
137 : 전완 앞뒤 프리즈매틱 조인트
138 : 전완 좌우 프리즈매틱 조인트
139 : 전완 레볼루션 조인트(139)
140 : 손목 회전부
141 : 모터
142 : 엔코더
143 : 토크센서
144 : 근전도 센서
145 : 회전 제한 센서
146 : 회전 제한 블럭
200 : 신호처리&제어장치
300 : 디스플레이장치
400 : 음성출력장치100: Measuring device
110: main frame
120: hand mechanism
121:
122: first side support
123: first connecting screw
124: Hand fixing belt
125: first lower support
126: guide portion
130:
131:
132: second side support
133: Second connecting screw
134: Forearm fastening belt
135: second lower support
136: Forearm upper and lower freezing joint
137: Forearm front and back prismatic joint
138: Forearm left and right prismatic joint
139: Forearm Revolution Joint (139)
140:
141: Motor
142: Encoder
143: Torque sensor
144: EMG sensor
145: rotation limit sensor
146: rotation restricting block
200: Signal Processing & Control Device
300: display device
400: Audio output device
Claims (11)
상기 측정장치(100)와 연결되어, 상기 측정장치(100)를 제어하고, 상기 측정장치가 측정한 데이터를 수신하여 신호처리하는 신호처리&제어장치(200);
상기 신호처리&제어장치(200)와 연결되어, 신호 처리과정 또는 신호처리된 결과 데이터를 디스플레이하는 디스플레이장치(300); 및
상기 신호처리&제어장치(200)와 연결되어, 신호처리된 결과를 음성으로 출력하는 음성출력장치(400);를 포함하는 것을 특징으로 하는 손목운동 제어기능 평가 시스템
A measuring device (100) for measuring the range of motion control parameters and the physical operation characteristics according to the involuntary or voluntary movement of the wrist by causing involuntary movement in the forearm and forearm;
A signal processing & control device (200) connected to the measurement device (100) for controlling the measurement device (100), receiving data measured by the measurement device and performing signal processing;
A display device 300 connected to the signal processing & control device 200 for displaying signal processing or signal processed result data; And
And a voice output device (400) connected to the signal processing & control device (200) for outputting a signal processed result by voice.
상기 측정장치(100)는
메인 프레임(110);
상기 메인 프레임(110) 상부에 장착되어 손이 안착되는 손 기구부(120);
상기 손 기구부(120)의 전방으로 설치되어 전완부가 안착되는 전완 기구부(130); 및
상기 메인 프레인(110) 하부 내측에 장착되고 회전축이 상기 손 기구부(120)와 연결되어 소정의 회전력으로 손목에 불수의적 운동을 일으키는 손목 회전부(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 손목운동 제어기능 평가 시스템.
The method according to claim 1,
The measuring device 100 includes
A main frame 110;
A hand mechanism 120 mounted on the main frame 110 to receive a hand;
A forearm mechanism unit 130 installed forward of the hand mechanism unit 120 to receive the forearm; And
And a wrist rotation unit (140) mounted on an inner lower portion of the main plane (110) and connected to the hand mechanism unit (120) to cause a rotational movement of the wrist Evaluation system.
상기 손 기구부(120)는
상기 손 안착부(121)는
손바닥이 안착되며, 손의 크기에 따라 크기를 조절할 수 있도록 플렉서블하게 구성된 손 안착부(121);
상기 손 안착부(121) 양측으로 기립형성되어, 상기 손 안착부(121)를 지지하는 제1 측면 지지부(122);
상기 제1 측면 지지부(122)의 외측에서 내측으로 관통삽입되어 상기 제1 측면 지지부(122)와 상기 손 안착부(121)를 결합시키는 제1 연결 나사(123);
양말단부가 상기 제1 측면 지지부(122) 외측에 결합되어 상기 손 안착부(121)에 안착된 손을 고정시키는 손 고정벨트(124);
상기 제1 측면 지지부(122)의 하부에 배치되어, 기립형성된 상기 제1 측면 지지부(122)를 지지하는 제1 하부 지지부(125); 및
상기 제1 하부 지지부(125)의 하방으로 형성되고, 상기 손목 회전부(140)의 회전축과 결합하여 손목의 굴곡, 신전에 따른 손목의 회전중심 변화에 따라 상기 손 안착부(121)와 손목 회전 중심과의 거리 변환하는 가이드부(126);를 포함하는 것을 특징으로 하는 손목운동 제어기능 평가 시스템.
3. The method of claim 2,
The hand mechanism unit 120 includes:
The hand placing part 121
A hand placement part (121) having a palm rested thereon and configured to be flexible according to the size of the hand;
A first side support portion 122 formed upright on both sides of the hand placement portion 121 and supporting the hand placement portion 121;
A first connection screw 123 inserted through the outside of the first side support portion 122 to connect the first side support portion 122 and the hand placement portion 121;
A hand fastening belt 124 for fastening a hand fixed to the hand placing part 121 by an end of a sock coupled to the outside of the first side supporting part 122;
A first lower supporting part 125 disposed below the first side supporting part 122 to support the first side supporting part 122 formed upright; And
The first and second lower support parts 125 and 125 are coupled to the rotation axis of the wrist rotation part 140 to rotate the hand placement part 121 and the wrist rotation center 140 according to the rotation center of the wrist, And a guide unit (126) for changing the distance between the wrist and the wrist.
상기 손 안착부(121)는
상기 제1 연결 나사(123)의 회전조작에 따라 손의 크기에 맞게 크기가 조절되는 것을 특징으로 하는 손목운동 제어기능 평가 시스템.
The method of claim 3,
The hand placing part 121
And the size of the wrist motion control function is adjusted according to the size of the hand according to the rotation operation of the first connection screw (123).
상기 제1 하부 지지부(125)는
슬라이드 방식으로 교체 가능한 것을 특징으로 하는 손목운동 제어기능 평가 시스템.
The method of claim 3,
The first lower support part 125
Wherein the wrist motion control function evaluation system is replaceable by a slide method.
상기 전완 기구부(130)
전완부가 안착되며, 전완부의 크기에 따라 크기를 조절할 수 있는 전완 안착부(131);
상기 전완 안착부(131) 양측으로 기립형성되어, 상기 전완 안착부(111)를 지지하는 제2 측면 지지부(132);
상기 제2 측면 지지부(132)의 외측에서 내측으로 관통삽입되어 상기 제2 측면 지지부(132)와 상기 전완 안착부(131)를 결합시키는 상기 제2 연결 나사(133);
양말단부가 양측으로 기립형성된 상기 제2 측면 지지부(132) 내측에 결합되어 상기 전완 안착부(131)에 안착된 전완부를 고정시키는 전완 고정벨트(134);
상기 전완 안착부(131)와 상기 제2 측면 지지부(132)의 하부에 배치되어 해당 구성들을 지지하는 제2 하부 지지부(135);
상기 제2 하부 지지부(135)와 복수의 지지바로 연결되어 상기 제2 하부 지지부(135)의 상하 높이를 조절하는 전완 상하 프리즈매틱 조인트(136);
상기 전환 상하 프리즈매틱 조인트(136)의 하부에 구비되어 슬라이드 방식으로 상기 전환 상하 프리즈매틱 조인트(136)가 앞뒤로 이동할 수 있도록 함으로써, 앞뒤위치를 조절하는 전완 앞뒤 프리즈매틱 조인트(137);
상기 앞뒤 프리즈매틱 조인트(137)의 하부에 구비되어 슬라이드 방식으로 상기 앞뒤 프리즈매틱 조인트(137)가 좌우로 이동할 수 있도록 함으로써 좌우위치를조절하는 전완 좌우 프리즈매틱 조인트(138); 및
바닥면이 상기 메인 프레임(110)에 결합되어 상기 전완 기구부(130)를 상기 메인 프레임(110)에 고정시키고, 상단면이 상기 전완 좌우 프리즈매틱 조인트(138)와 회전가능하게 결합되어, 상기 전완 좌우 프리즈매틱 조인트(138)의 방위를 조절하는 전완 레볼루션 조인트(139);를 포함하는 것을 특징으로 하는 손목운동 제어기능 평가 시스템.
The method of claim 3,
The forearm-
A forearm receiving part 131 on which the forearm is seated and whose size can be adjusted according to the size of the forearm;
A second side support part 132 standing upright on both sides of the forearm receiving part 131 and supporting the forearm receiving part 111;
The second connection screw 133 inserted into the second side support portion 132 from the outside of the second side support portion 132 to connect the second side support portion 132 and the forearm receiving portion 131;
A front arm fixing belt 134 which is coupled to the inside of the second side support portion 132 having the sock end portions formed on both sides thereof to fix the forearm portion seated on the forearm receiving portion 131;
A second lower support portion 135 disposed below the forefoot bearing portion 131 and the second side support portion 132 to support the corresponding structures;
A front-to-back free space joint 136 which is connected to the second lower supporting part 135 to adjust a vertical height of the second lower supporting part 135;
A fore and aft fore and aft joint joint 137 provided at a lower portion of the switching upper and lower free fitting joint 136 to adjust the forward and backward positions by allowing the switching upper and lower free fitting joint 136 to move back and forth in a sliding manner;
A fore and aft left and right prismatic joint 138 provided at a lower portion of the front and back free mating joint 137 to adjust the left and right positions by allowing the front and back free mating joint 137 to move left and right in a sliding manner; And
A bottom surface is coupled to the main frame 110 to fix the forearm mechanism part 130 to the main frame 110 and an upper end surface of the forearm mechanism 130 is rotatably coupled to the forelever left and right prismatic joint 138, And a forearm revolute joint (139) for adjusting the orientation of the left and right prismatic joint (138).
상기 전완 안착부(131)는
상기 제2 연결 나사(133)의 회전조작에 따라 전완부의 크기에 맞게 크기가 조절되는 것을 특징으로 하는 손목운동 제어기능 평가 시스템.
The method according to claim 6,
The forearm seat part (131)
And the size of the wrist motion control function is adjusted according to the size of the forearm according to the rotation operation of the second connection screw (133).
상기 손 고정벨트(124)와 상기 전완 고정벨트(134)는
벨크로가 구비되어 손과 전완부를 고정시키는 것을 특징으로 하는 손목운동 제어 평가 시스템.
The method according to claim 6,
The hand fixing belt 124 and the front arm fixing belt 134
And a velcro is provided to fix the forearm and the forearm.
상기 손 안착부(121)와 상기 전완 안착부(131)에는 쿠션이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 손목운동 제어 평가 시스템.
The method according to claim 6,
Wherein a cushion is provided on the hand mount part (121) and the forearm mount part (131).
상기 손목 회전부(140)는
회전축이 상기 손 기구부(120)의 가이드부(126)와 연결되어 손목의 불수의적 운동을 일으키는 모터(141);
상기 모터(141) 상부에 설치되어 손목의 물리적 동작 범위 및 속도의 한계를 측정하는 엔코더(142);
상기 엔코더(142) 상부에 설치되어 상기 손목의 불수의적 운동에 의한 손목의 물리적 힘 범위의 한계를 측정하는 토크센서(143);
상기 손목 회전부(140) 상부 일측에 설치되어 손목의 불수의적, 수의적 운동에 의한 손목 근육의 활성도를 측정하는 근전도 센서(144); 및
상기 모터(141)의 과도한 회전으로 발생할 수 있는 손목 부상의 방지를 위해 회전범위를 제한하는 회전 제한 센서(145);를 포함하는 것을 특징으로 하는 손목운동 제어 평가 시스템.
The method according to claim 6,
The wrist rotation part 140
A motor 141 connected to the guide portion 126 of the hand mechanism 120 to cause a rotational movement of the wrist;
An encoder 142 mounted on the motor 141 to measure a limit of a physical range and speed of the wrist;
A torque sensor 143 installed on the encoder 142 for measuring a limit of a physical force range of the wrist due to involuntary movement of the wrist;
An electromyogram sensor 144 installed at one side of the upper part of the wrist rotation part 140 for measuring the activity of the wrist muscle due to the involuntary and voluntary movement of the wrist; And
And a rotation restriction sensor (145) for limiting a rotation range for preventing a wrist injury that may occur due to excessive rotation of the motor (141).
상기 모터(141)의 과도한 회전으로 발생할 수 있는 손목 부상의 방지를 위해 회전범위를 물리적으로 제한하는 회전 제한 블럭(146);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 손목운동 제어 평가 시스템.
11. The method of claim 10,
Further comprising a rotation restricting block (146) physically restricting a rotation range for preventing a wrist injury that may occur due to excessive rotation of the motor (141).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150162416A KR101748138B1 (en) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | System for estimating wrist exercise control function |
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|---|---|---|---|
| KR1020150162416A KR101748138B1 (en) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | System for estimating wrist exercise control function |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR101748138B1 KR101748138B1 (en) | 2017-06-28 |
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| KR1020150162416A Active KR101748138B1 (en) | 2015-11-19 | 2015-11-19 | System for estimating wrist exercise control function |
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| KR (1) | KR101748138B1 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019088581A1 (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-09 | 영남대학교 산학협력단 | Mirror movement measuring apparatus and impairment evaluation method of patient using same |
| CN110141460A (en) * | 2019-06-05 | 2019-08-20 | 青岛科技大学 | A wrist joint rotation device |
| CN110547817A (en) * | 2019-10-16 | 2019-12-10 | 合肥工业大学 | Wrist joint force or moment measuring device |
-
2015
- 2015-11-19 KR KR1020150162416A patent/KR101748138B1/en active Active
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| WO2019088581A1 (en) * | 2017-11-01 | 2019-05-09 | 영남대학교 산학협력단 | Mirror movement measuring apparatus and impairment evaluation method of patient using same |
| CN110141460A (en) * | 2019-06-05 | 2019-08-20 | 青岛科技大学 | A wrist joint rotation device |
| CN110547817A (en) * | 2019-10-16 | 2019-12-10 | 合肥工业大学 | Wrist joint force or moment measuring device |
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| KR101748138B1 (en) | 2017-06-28 |
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