로봇을 이용한 상지 재활 시스템의 관한 연구
A Development of Rehabilitation System for Upper Limb Using Robot Manipulator
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참고문헌
초록
본 연구는 현재 산업용으로 널리 사용되고 있는 수직 다관절 6자유도 로봇을 의료용 목적으로 적용하기 위해 수행하였다． 이미 산업용으로 제안되어 검증된 로봇을 사용한다면 비용， 시간적인 면에서 상당한 잇점이 있다． 따라서 본 논문에시는 산업용으로 제안된 로봇을 의료 목적으로 사용하여 연구하였다． 본 시스템은 뇌졸중 환자와 같이 한쪽 팔을 다친 사람들을 위해 제안하였다． 한쪽 괄이 비 정상이고 다른 팔이 정상인 환자를 대상으로 정상인 팔 의 움직 임 을 획 득하여 마비 되 거 나 정 상으로 움직 이 기 어 려 운 팔을 운동시 키 도록 마스터 －슬레 이 브 시 스템 을 구성 하였 다． 또한 팔꿈치 와 어 깨 의 기 구 학을 해석히기 위하여 기존의 인체에 관한 연구 결과를 적용하였다． 또한 슬레이브 로봇에 힘 센서를 부착하여 환자의 재활 정도를 측정 할 수 있도 록 하였으며， 위험 상황에 대비함으로써 슬레이브 로봇의 안전성을 높였다． 이러한 시스템으로 인해 물리치료사의 도움 없이 환자 혼자 운동이 가 능하도록 시스템을 구성하였다． 제안된 시스템과 제어 알고리즘은 실험과 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다．
Abstract
In this paper, a 6 degree- ofeefreedom robot was Studied for medical purpose. In the past the robot used for industry 仇eld was utilized for medical robot but in these days the robot u馝d for Tehabilitation, welfare, and service. This system was proposed for a Stroke patient oI ' a patient who can not use one arm. A master- slave system was construCted to exercise either paralysis or abnormal arm using normal arms movement. Study on the human body motion result was applied to caiculate a movement range of humans elbow and shoulder. In addition, a force- torque sensor 15 apphed to estimate the rehabilitation extent of the pa仇ent in the slave robot. Therefore, the stab칫hty of the mhabihta仇on robDt could be improved. By using the rehabihtation robot, the patient could exercise by himselfwithout any assistan麗． In conclusion, the proposed system and contr01 algorithm were verified by computer simulation and system experiment.