Shoulder Girdle movement is very necessary to stabilize and orientate the upper limb during activities of daily living. In stroke patients, since they can’t do Shoulder Girdle movement, they do compensatory movement using trunk. Hence, during robotic upper limb rehabilitation in stroke patients, the robot must assist movement of Shoulder Girdle.
Shoulder Girdle movement characteristic is a highly nonlinear function of humeral orientation, which is different for each person. It is improper to use precalculated Shoulder Girdle movement.
If an Exoskeleton robot doesn’t mimic the patient’s Shoulder Girdle movement, the robot axes will not be coincide with patient’s, which brings reduced ROM(range of motion) and uncomfortableness to the patients.
In this paper, a novel Shoulder Girdle actuation mechanism is proposed, which can mimic patient’s shoulder girdle movement in real time.
In addition, a gravity compensation mechanism is proposed to ensure safety when the robot’s power is off accidentally.
견갑대의 움직임은 일상생활에서 상지의 안정성과 방위를 위해서 매우 중요하다. 뇌졸중 환자의 경우 견갑대의 움직임이 안되므로 몸을 이용한 보상 움직임을 하게 된다.
따라서 로봇을 이용한 뇌졸중 환자의 상지 재활에서 외골격 로봇은 견갑대의 움직임을 도와 줄 수 있어야 한다. 견갑대의 움직임은 상완의 상승면에 따라, 상완의 내 회전에 따라 다르다.
견갑대의 움직임은 사람마다 다르며 심한 비선형 특성을 지니고 있으므로 사전에 계산하여 움직임을 구현 하거나, 외골격 로봇의 링크 길이 등의 조정을 통해 움직임을 구현 하는 것은 부정확하다.
견갑대의 움직임을 로봇이 모방 하지 못하면 환자와 로봇의 회전축 중심이 불일치 하여 관절가동범위 감소, 환자에게 불편함, 통증 등의 문제가 생길 수 있다.
본 논문 에서는 추가의 센서 없이 기존 로봇들의 상지에 있는 센서를 통하여 실시간으로 환자의 견갑대 움직임을 수행하는 메커니즘을 제안한다.
또한 로봇의 전원 차단 시 에도 안정성이 보장될 수 있는 중력 보상 메커니즘을 제안한다. "
