다 관절 재활운동을 위한 생체역학적 운동구현 시스템 개발
Development of a Biomechanical Motion System for the Rehabilitation of Various Joints
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참고문헌
초록
기존의 재활운동 장치들은 상지 또는 하지의 특정한 관절에 대해서만 재활운동이 가능하게 개발되었다. 따라서 여러 관절을 재활시키고자 할 경우, 그에 맞는 다양한 종류의 재활기구 들이 필요하다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 연구에서는 각 관절에서 이루어지는 다양한 재활운동을 통합 구현하는 CMRS(CIM and Robotics Lab. Multi joint Rehabilitation System)을 제안하였다. 이 시스템을 위해 인체의 상지 및 하지에 대한 기구학적 특성을 이용하여 각 관절의 회전 특성 및 좌표관계를 조사하였으며, 이와 같은 연구를 바탕으로 재활운동 기구 제작 시 알맞은 메커니즘을 제시하고, 다양한 재활 부위와 이를 재활 운동시키는 헤드부의 위치관계를 연구하였다. 시뮬레이션을 통하여 재활운동 시스템의 가능성을 판별하였고, 안정되고 편리한 위치 조정을 위한 베이스프레임을 개발하였다. 이를 고려하여 최종적으로 8개의 자유도를 가진 CMRS을 개발하였으며 다 관절을 하나의 시스템으로 재활 가능할 것이라 사료 된다.
Abstract
The existing rehabilitation systems were developed to exercise specific joints only. Therefore rehabilitating the various joints of human, various kinds of devices are need. To overcome these defects, this paper proposed the CMRS, an integrated system that performs various rehabilitation exercises. The characteristics of motion and the positions between human body and the system were investigated with the kinematics analysis of upper and lower limb of human body. We presented a proper mechanism to develop a rehabilitation device on the base of the study and studied the relative positions between head part and human joints. Through the simulations, the possibility of rehabilitation system was verified. And the base frame was also developed for convenient and stable position control. Finally, the CMRS was developed as an 8 degree of freedom mechanism. It is expected that the CMRS will be applied to the rehabilitations of various joints.
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