의수 및 의수의 동작 방법

척골-요골 엇갈림을 공간 4절 링크로 모사한 수동형 회전 의수

본 기술은 인체의 척골과 요골 간 엇갈림 메커니즘을 공간 4절 링크 구조로 모사한 수동형 의수입니다. 잔존 팔의 회전 운동을 입력받아 제1 축(결합부)에서 제2, 제3 축으로 전달하며, 기어 셋을 통해 회전량을 증폭하여 손목 회전부의 가동 범위를 물리적으로 확장합니다.

기존 전기 모터 기반 의수의 무거운 무게와 낮은 인체 동작 재현성. 전완부 일부가 절단된 환자에게서 나타나는 척골-요골 간 엇갈림(cross) 부족으로 인한 회내/회외 동작 수행의 한계가 있었습니다.

본 기술은 절단된 팔의 움직임을 제1 축 회전으로 변환하는 결합부, 척골 대응 기저 링크, 4절 링크 구조의 체결부 적용합니다. 기어 4종으로 구성된 회전 증폭부를 통해 입력 회전량을 증폭하여 손목 회전부로 전달함으로써 정상인의 전완 회전과 유사한 움직임을 수동형으로 구현합니다. 의수와 재활 보조, 웨어러블 장치에 적용될 수 있어 모터 없이 손목 회내·회외 가동 범위를 확장하며 무게와 비용을 줄입니다.

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Key Features:

• 타 면의 상단에 제1 축으로의 회전에 연동하는 제2 축 및 타 면의 하단에 제2 축에 대하여 소정 거리 이격하는 제3 축을 제공하는 체결부
• 절단된 팔의 일 단에 결합되어, 팔의 회내 또는 회외 운동에 의하여 제1 축을 중심으로 회전을 생성하는 결합부
• 절단된 팔의 팔꿈치 영역에서 손목 영역으로 연장하며, 척골의 일 측에 배치되는 기저 링크(base link)
• 제1 축의 단면과 제2 축의 단면에 의하여 정의되는 제1 가상선과 제2 축의 단면과 제3 축의 단면에 의하여 정의되는 제2 가상선이 형성하는 각도가 변화되는 의수.

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본 발명은 미래창조과학부의 생체모사 바이오닉 팔 메커니즘 개발 지원을 통해 개발되었습니다.