Journal of Korea Society of Industrial Information Systems (한국산업정보학회논문지)

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3D Printing-Based Low-Cost Electronic Prosthesis Hand Design

3D 프린팅 기반 저비용 전자 의수 설계

  • Received : 2021.03.03
  • Accepted : 2021.04.07
  • Published : 2021.04.30
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Abstract

In this paper, using 3D printing technology and appropriate technologies, we develop a 3D printing electronic prosthesis that is relatively inexpensive and has precise operation. The hardware design targets the overall appearance of the prosthesis from the hand to the arm. A new design environment is built so that anyone can easily and inexpensively produce an Arduino board based on open source. Hardware production uses 3D printer equipment and PLA filament material. It is manufactured at low cost, but the proportional control technology and the non-wire method are implemented to increase the degree of freedom of the fingers. The manufactured electronic prosthetic can be appropriately corrected and supplemented when reorganizing or changing system specifications in the future, and hardware modification to suit the condition of the amputated handicapped.

본 논문에서는 3D 프린팅 기술과 적정기술들을 활용하여 상대적으로 가격이 저렴하면서도 동작이 정교한 3D 프린팅 전자 의수를 개발한다. 하드웨어 설계는 손 부분은 물론 팔 부분까지 의수의 전반적인 외형을 대상으로 한다. 오픈소스 기반의 아두이노 보드를 사용하여 누구나 쉽고 저렴하게 제작할 수 있도록 새로운 설계 환경을 구축한다. 하드웨어 제작은 3D 프린터 장비와 PLA 필라멘트 재료를 사용한다. 저비용으로 제작되지만, 비례제어 기술과 논 와이어 방식으로 손가락의 자유도를 높일 수 있게 구현하였다. 제작된 전자 의수는 향후 시스템 사양의 재구성이나 변경시 적절한 수정 및 보완을 할 수 있고, 절단 장애인들의 상태에 맞게 하드웨어 변형도 가능하다.

Keywords

Acknowledgement

이 논문은 2019학년도 대구대학교 학술연구비 지원에 의한 논문임.

References

  1. Chris, J. (2006). Musculoskeletal anatomy, Gunja Publishing House.
  2. David, B. J. (2010). Hollinshead Functional anatomy, Elsevier Korea.
  3. Jeong, S. H. (2013) Carrot's AVR ATmega128 Microcontroller, Infinite Books.
  4. Kang, B. H., Lee, H. M., In, H. K., Jeong, U. S., Chung, J. W. and Cho, K. J. (2016). Development of a Polymer-Based Tendon-Driven Wearable Robotic Hand, Proceedings of the International Conference on Robotics and Automation, May. 3750-3755, Stockholm, Sweden.
  5. Kim, B. G., Kim, N. G., and Song, J. I. (2015). Electronic prosthetic hand developed using a 3D printer and EMG sensors, Proceedings of The KSMPE Autumn Conference, 198, Korea.
  6. Lee, K. S. Ham, C. H. and Kim, E. H. (2016) Inventor 3D shape modeling, Iljinsa.
  7. Lee, S. S. (2014) Microcontroller AVR ATmega128, Hanbit Academy.
  8. Lee, S. A., Choi, Y. N., Yang, S. D., Hong, G. Y. and Choi, Y. J. (2019) Development of Multi-DoFs Prosthetic Forearm based on EMG Pattern Recognition and Classification, Journal of Korea Robotics Society, 228-235
  9. Rosemary, P. (2008). Clinical hand and upper limb rehabilitation, Gunja Publishing House.
  10. Yoshikawa, M., Taguchi, Y., Sakamoto, S., Yamanaka, S., Matsumoto, Y., Ogasawara, T. and Kawashima, N. (2013). Trans-radial prosthesis with three opposed fingers, Proceedings of the International Conference on intelligent Robotics and Systems, Jan. 1493-1498, Tokyo, Japan.