KR20130001409A - Variable length link, wareable robot with variable length link and control method thereof - Google Patents

Variable length link, wareable robot with variable length link and control method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20130001409A
KR20130001409A KR1020110062129A KR20110062129A KR20130001409A KR 20130001409 A KR20130001409 A KR 20130001409A KR 1020110062129 A KR1020110062129 A KR 1020110062129A KR 20110062129 A KR20110062129 A KR 20110062129A KR 20130001409 A KR20130001409 A KR 20130001409A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
variable
link
length
unit
variable link
Prior art date
Application number
KR1020110062129A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
추길환
Original Assignee
대우조선해양 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 대우조선해양 주식회사 filed Critical 대우조선해양 주식회사
Priority to KR1020110062129A priority Critical patent/KR20130001409A/en
Publication of KR20130001409A publication Critical patent/KR20130001409A/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0006—Exoskeletons, i.e. resembling a human figure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0009—Constructional details, e.g. manipulator supports, bases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/106—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links
    • B25J9/1065—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links with parallelograms
    • B25J9/107—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links with parallelograms of the froglegs type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/16—Programme controls
    • B25J9/1679—Programme controls characterised by the tasks executed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

PURPOSE: A variable link, a wearable robot with the same, and a control method thereof are provide to easily vary the length of links of a wearable robot because a control algorithm for driving the wearable robot is automatically corrected in response to the varied lengths of arm links or leg links of the wearable robot. CONSTITUTION: A variable link for a wearable robot comprises a variable link part(12), a varying part(13), and a rotation driving part. The varying part varies the relative length of the variable link part and transmits information on the varied length to a control part of the wearable robot. The rotation driving part is coupled to one end of the variable link part and is rotatably coupled to the varying part coupled to other variable link part.

Description

착용로봇의 가변링크, 가변링크를 구비한 착용로봇 및 착용로봇의 제어방법{VARIABLE LENGTH LINK, WAREABLE ROBOT WITH VARIABLE LENGTH LINK AND CONTROL METHOD THEREOF} Variable link of wearable robot, wearable robot with variable link and control method of wearable robot {VARIABLE LENGTH LINK, WAREABLE ROBOT WITH VARIABLE LENGTH LINK AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 착용로봇에 관한 것으로서, 착용자의 신체 사이즈에 적합하게 길이 가변되며, 길이 가변에 따라 착용로봇의 기구학적 및 역기구학적 제어 알고리즘(기구학/역기구학 모델)을 자동으로 반영하여 제어할 수 있도록 하는 착용로봇의 가변링크, 가변링크를 구비한 착용로봇 및 착용로봇의 제어방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a wearable robot, which is variable in length to fit a wearer's body size and can be controlled by automatically reflecting a kinematic and inverse kinematic control algorithm (kinematic / inverse kinematics model) of the wearable robot according to the variable length. The present invention relates to a variable link of a wearable robot, a wearable robot having a variable link, and a control method of the wearable robot.

일반적으로, 착용로봇은 인체와 유사한 관절 작용을 수행하는 링크들이 인체에 착용될 수 있는 형상으로 유기적으로 결합되어 제작된다. 이러한 착용로봇은 사용자에게 착용되어 상지 또는 하지 근력을 보조함으로써 별도의 외부 기계의 도움없이 사용자가 일반적인 인간의 근력 한계를 벗어나는 근력이 요구되는 고 하중 작업을 수행할 수 있도록 한다.In general, the wearable robot is organically coupled to the shape that can be worn on the human body links that perform a joint action similar to the human body. The wearable robot is worn by the user to assist the upper or lower extremity muscle so that the user can perform a high load operation requiring muscle strength beyond the general human strength limit without the help of a separate external machine.

도 1은 상술한 종래기술의 착용로봇의 일 실시예로서 전신착용로봇을 나타내는 도면이다.1 is a view showing the whole body worn robot as an embodiment of the wearable robot of the prior art described above.

도 1과 같이 종래기술의 전신착용로봇은 상지단위링크(2a)들이 링크구동부(8)에 의해 회전 가능하게 연결되고 말단에 손착용부(3)가 결합된 상지링크(2), 하지단위링크(4a)들이 링크구동부(8)에 의해 회전 가능하게 연결되고 말단부에 발착용부(5)가 결합된 하지링크(4), 멜빵 등의 착용구(9a)가 구비되고 내부에 배터리와 제어부가 장착된 상체착용부(9), 팔과 다리에 각각 상지링크(2)와 하지링크(4)를 장착시키는 사지착용부(6), 상지 또는 하지 단위링크들의 단부를 관절작용을 하도록 회전가능하게 결합시키며 회전 구동력을 제공하는 링크구동부(8)를 포함하여 구성되고, 상기 제어부에는 기구학적 또는 역기구학적 제어 알고리즘이 탑재된다.In the conventional body-mounted robot as shown in FIG. 1, the upper limb unit link 2a is rotatably connected by the link driving unit 8, and the upper limb link 2, the lower limb unit link, to which the hand wearing unit 3 is coupled to the end. (4a) is rotatably connected by the link driving unit (8) is provided with a wear linkage (9a), such as a lower link (4), suspenders and the like for the attachment portion (5) at the distal end and the battery and the control unit therein Mounted upper body portion (9), limbs wearing portion 6 for mounting the upper limb link (2) and lower limb link (4) on the arm and leg, respectively, rotatably rotatably to the end of the upper and lower unit links And a link driver 8 for engaging and providing a rotational driving force, wherein the controller is equipped with a kinematic or inverse kinematic control algorithm.

상술한 구성의 종래기술의 착용로봇은 사지착용부(6)와 착용구(9a)에 의해 사용자에게 착용된 후 링크구동부(8)의 구동력 제어를 포함하는 착용로봇의 기구학 및 역기구학적 제어 알고리즘에 의해 구동됨으로써, 사용자의 근력을 보조하여 사용자가 자신의 한계를 넘어서는 고 하중이 인가되는 작업을 용이하게 수행할 수 있도록 한다.Kinematic and inverse kinematic control algorithms of the wearable robot including the control of the driving force of the link driving unit 8 after being worn by the user by the limb wearing unit 6 and the wearing hole 9a are configured. By being driven by, it assists the user's muscle strength, so that the user can easily perform the task of applying a high load beyond their limits.

그러나 상술한 구성을 가지는 종래기술의 착용로봇에서 상기 기구학 및 역기구학적 제어 알고리즘은 상지링크(2)와 하지링크(4)의 고정된 결합 길이에 적합하도록 설정되어 있다. 따라서 상지링크(2)와 하지링크(4)의 길이를 변경시키고자 상지 또는 하지 단위링크(2a, 4a)의 길이를 변경하려면, 다른 길이를 가지는 단위링크로 교체하고, 변경된 길이를 측정하여 제어부의 기구학적 및 역기구학적 제어 알고리즘을 직접 수정해야 하는 문제점을 가진다. 이는 링크 길이를 변경하고도 기구학적 및 역기구학적 제어 알고리즘을 수정하지 않으면 제어부가 착용로봇의 동작을 정확하게 제어할 수 없어 성능이 저하되기 때문이다.However, the kinematic and inverse kinematic control algorithm in the conventional wearable robot having the above-described configuration is set to be suitable for the fixed coupling length of the upper limb link 2 and the lower link link 4. Therefore, to change the length of the upper limb or lower limb unit links 2a and 4a in order to change the length of the upper limb link 2 and the lower limb link 4, the unit link having a different length is replaced, and the changed length is measured and the control unit There is a problem in that the kinematic and inverse kinematic control algorithm must be modified directly. This is because, even if the link length is changed and the kinematic and inverse kinematic control algorithms are not modified, the controller cannot accurately control the operation of the wearable robot, thereby degrading performance.

따라서 종래기술의 착용로봇은 착용로봇의 상지링크(2)와 하지링크(4)의 길이 변경을 링크의 교체 없이 수행할 수 없으며, 링크를 교체하여 길이를 가변시킨 경우에도 기구학적 및 역기구학적 기구학적 제어 알고리즘의 수작업으로 직접 수정해야 하므로, 신장이 다른 다수의 사용자가 착용로봇을 공용으로 사용하고는 것을 어렵게 하는 문제점을 가진다.
Therefore, the wearable robot of the related art cannot change the length of the upper limb link 2 and the lower link 4 of the wearable robot without replacing the link, and even if the length is changed by replacing the link, the kinematic and inverse kinematics Since manual modification of the kinematic control algorithm is required, it is difficult for many users with different heights to use the wear robot in common.

따라서 본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사용자가 변경되는 경우 착용로봇의 링크 길이를 용이하게 조절할 수 있도록 하며, 변경된 링크 길이에 따라 착용로봇의 구동 제어 알고리즘을 자동을 수정할 수 있도록 하여, 다수의 사용자가 하나의 착용로봇을 공용으로 사용할 수 있도록 하는 착용로봇의 가변링크, 가변링크를 구비한 착용로봇 및 착용로봇의 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
Therefore, the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, it is possible to easily adjust the link length of the wearing robot when the user changes, it is possible to automatically modify the drive control algorithm of the wearing robot according to the changed link length It is an object of the present invention to provide a variable link of a wearable robot, a wearable robot having a variable link, and a control method of the wearable robot so that a plurality of users can use a single wearable robot in common.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 착용로봇의 가변링크는, 가변링크부;와, 상기 가변링크부의 상대적 길이를 가변시키도록 결합되어 가변링크부의 길이를 가변시키고 가변된 길이를 검출하여 착용로봇의 제어부로 전송하는 가변부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
The variable link of the wearable robot of the present invention for achieving the above object, the variable link portion; and is coupled to vary the relative length of the variable link portion, varying the length of the variable link portion and detects the variable length wear robot And a variable unit for transmitting to the control unit.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가변링크를 구비한 착용로봇은, 가변링크부와, 상기 가변링크부의 상대적 길이를 가변시키고 가변된 길이를 검출하여 착용로봇의 제어부로 출력하는 가변부와, 상기 가변링크부가 결합된 상태에서 상기 가변부에 회전 가능하게 결합되는 회전구동부를 포함하는 가변링크;와, 상기 가변링크들이 관절 작용을 수행하도록 결합되고, 내부에는 상기 가변링크들의 구동을 제어하며 상기 가변부로부터 전송된 가변링크부의 상대적인 길이 변화 값에 따라 상기 가변링크들의 구동 제어 알고리즘을 수정하는 제어부를 내장하여 인체에 착용되는 착용부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
Wearing robot equipped with a variable link of the present invention for achieving the above object, the variable link unit, a variable portion for varying the relative length of the variable link portion and detects the variable length and outputs to the control unit of the wearing robot, A variable link including a rotation driving unit rotatably coupled to the variable unit in a state in which the variable link unit is coupled; and the variable links are coupled to perform a joint action, and control the driving of the variable links therein. And a wearing part worn on the human body by including a control unit for modifying a driving control algorithm of the variable links according to a relative length change value of the variable link part transmitted from the variable part.

상기 가변링크는, 인체의 상지 관절 구조에 대응하도록 결합되어 팔에 착용되는 상지링크;와, 인체의 하지 관절 구조에 대응하도록 결합되어 다리에 착용되는 가변링크로서의 하지링크; 중 하나 이상을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
The variable link includes: an upper limb link coupled to correspond to an upper limb joint structure of a human body and worn on an arm; and a lower link linked to correspond to a lower limb joint structure of a human body and worn on a leg; Characterized in that it comprises one or more of.

상기 가변링크는 상기 가변링크부의 일단부에 결합된 후 다른 가변링크부에 결합된 가변부에 회전 가능하게 결합되는 회전구동부;를 더 포함하여 구성될 수 있다.The variable link may further include a rotation driving unit coupled to one end of the variable link unit and rotatably coupled to a variable unit coupled to another variable link unit.

상기 가변링크는 상기 가변부가 상기 가변링크부의 외주연에 삽입된 후 위치 이동되어 상기 가변링크부의 일측 단부와의 사이의 길이가 가변되는 것에 의해 가변링크부의 길이를 가변시키도록 구성될 수 있다.The variable link may be configured to vary the length of the variable link part by moving the variable part after being inserted into the outer periphery of the variable link part to change the length between the variable link part and one end of the variable link part.

이와 달리 상기 가변링크는, 상기 가변링크부가 절첩식에 의해 신장 또는 수축되어 길이가 가변되도록 형성되고, 상기 가변부는 상기 가변링크부를 절첩시켜 신장 또는 수축시키도록 상기 가변링크부에 결합되도록 구성될 수도 있다.
Alternatively, the variable link may be configured such that the variable link portion is elongated or contracted by a folding type so as to vary in length, and the variable portion is coupled to the variable link portion to fold the variable link portion to extend or contract. have.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 가변링크를 구비한 착용로봇의 제어방법은, 가변링크부와, 상기 가변링크부의 상대적 길이를 가변시키도록 결합되어 가변링크부의 길이를 가변시키고 가변된 길이를 검출하여 착용로봇의 제어부로 전송하는 가변부를 구비한 착용로봇에 있어서, 상기 가변부가 상기 가변링크부의 상대적 길이를 가변시킨 후 가변된 길이 값을 상기 제어부로 출력하는 링크길이가변과정;과, 상기 제어부가 상기 링크길이가변과정에서 검출된 링크의 가변길이에 수신한 후 착용로봇의 구동 제어 알고리즘을 수정하는 제어 알고리즘 수정과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided a control method of a wearable robot having a variable link according to an embodiment of the present invention, wherein the variable link unit is coupled to vary the relative length of the variable link unit, thereby varying the length of the variable link unit and changing the variable length. A wearable robot having a variable unit for detecting and transmitting the variable length to a control unit of the wearable robot, wherein the variable unit varies a relative length of the variable link unit and outputs a variable length value to the control unit; And a control algorithm modification process of modifying the driving control algorithm of the wearable robot after receiving the variable length of the link detected in the link length variable process.

상기 링크길이가변과정은, 상기 가변부가 상기 가변링크부의 외주연에 삽입된 후 위치 이동되어 상기 가변링크부의 일측 단부와의 사이의 길이가 가변되는 것에 의해 가변링크부의 길이를 가변시키는 선형링크길이가변과정;과,In the link length variable process, a linear link length variable for varying a length of a variable link part by moving the variable part after being inserted into an outer circumference of the variable link part and changing a length between one end of the variable link part is changed. Course;

상기 가변부의 위치 이동 값을 검출하여 상기 가변링크부의 가변 길이를 검출하는 선형가변길이검출과정;으로 이루어질 수 있다.And a linear variable length detection process of detecting a variable length of the variable link unit by detecting a position shift value of the variable unit.

이와 달리, 상기 링크길이가변과정은, 절첩식으로 형성된 상기 가변링크부를 신장 또는 수축시키는 것에 의해 상기 가변링크부의 길이를 가변시키는 가위형링크가변과정;과,On the contrary, the link length variable process includes: a scissors link variable process for varying the length of the variable link part by stretching or contracting the variable link part formed to be folded;

상기 가변링크부의 신장 또는 수축된 길이를 상기 가변링크부의 가변된 길이로 검출하는 가위형가변길이검출과정;으로 이루어질 수도 있다.
Scissor-type variable length detection process for detecting the elongated or contracted length of the variable link portion as a variable length of the variable link portion.

상술한 구성을 가지는 본 발명은 착용로봇의 상지 또는 하지 링크의 길이를 작업자의 신체 사이즈에 맞게 용이하게 가변시킬 수 있게 되어 하나의 착용로봇을 다수의 사용자가 공통으로 사용할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.According to the present invention having the above-described configuration, the length of the upper and lower limb links of the wearable robot can be easily changed according to the body size of an operator, thereby providing an effect of allowing a user to use a single wearable robot in common. .

또한, 본 발명의 착용로봇의 상지링크 또는 하지링크 등의 링크길이의 가변이 필요한 경우 가변된 길이에 대응하여 착용로봇의 구동 제어 알고리즘이 자동으로 수정되는 것에 의해 착용로봇의 링크길이 가변을 용이하게 수행할 수 있도록 하는 효과를 제공한다.
In addition, when the link length, such as the upper link or the lower link of the wearable robot of the present invention is required, the link length of the wearable robot can be easily changed by automatically modifying the driving control algorithm of the wearable robot corresponding to the variable length. It provides the effect of doing so.

도 1은 종래기술의 착용로봇의 실시예를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명의 가변링크의 일 실시예로서의 선형가변링크(10)의 부분사시도,
도 3은 도 2의 선형가변링크(10) 중 선형가변링크부(12)와 선형가변부(13)의 결합상태를 나타내는 부분 단면도,
도 4는 선형가변링크부(12)의 상대적 길이가 감소되도록 길이가 가변된 상태의 도 2의 선형가변링크(10)의 부분 사시도,
도 5는 선형가변링크부(12)의 상대적 길이가 증가되도록 길이가 가변된 도 2의 선형가변링크(10)의 부분 사시도,
도 6은 본 발명의 가변링크의 다른 실시예로서의 가위형가변링크(20)의 부분사시도,
도 7은 수축되어 상대적인 길이가 감소된 도 6의 가위형가변링크(20)의 부분 사시도,
도 8은 신장되어 상대적인 길이가 증가된 도 6의 가위형가변링크(20)의 부분 사시도,
도 9는 가위형가변링크(20)의 수축 시와 신장 시의 상대적 길이 변화를 검출하는 방법을 설명하는 도면,
도 10은 본 발명의 가변링크를 구비한 착용로봇의 제어방법의 처리과정을 나타내는 순서도,
도 11은 선형가변링크(10)의 링크길이가변과정을 나타내는 순서도,
도 12는 가위형가변링크(20)의 링크길이가변과정을 나타내는 순서도이다.1 is a view showing an embodiment of a wearable robot of the prior art,
2 is a partial perspective view of a linear variable link 10 as an embodiment of a variable link of the present invention;
3 is a partial cross-sectional view showing a coupling state of the linear variable link unit 12 and the linear variable unit 13 of the linear variable link 10 of FIG.
4 is a partial perspective view of the linear variable link 10 of FIG. 2 having a variable length such that the relative length of the linear variable link unit 12 is reduced;
5 is a partial perspective view of the linear variable link 10 of FIG. 2 whose length is varied so that the relative length of the linear variable link unit 12 is increased;
6 is a partial perspective view of the scissors variable link 20 as another embodiment of the variable link of the present invention;
7 is a partial perspective view of the scissors variable link 20 of FIG.
8 is a partial perspective view of the scissors variable link 20 of FIG.
9 is a view for explaining a method of detecting a change in relative length between contraction and extension of the scissors variable link 20;
10 is a flow chart showing the processing of the control method of the wearable robot with a variable link of the present invention,
11 is a flowchart illustrating a link length variable process of the linear variable link 10;
12 is a flowchart illustrating a link length variable process of the scissors variable link 20.

도 2는 본 발명의 가변링크의 일 실시예로서의 선형가변링크(10)의 부분사시도이고, 도 3은 도 2의 선형가변링크(10) 중 선형가변링크부(12)와 선형가변부(13)의 결합상태를 나타내는 부분 단면도이며, 도 4는 선형가변링크부(12)의 상대적 길이가 감소되도록 길이가 가변된 상태의 도 2의 선형가변링크(10)의 부분 사시도이고, 도 5는 선형가변링크부(12)의 상대적 길이가 증가되도록 길이가 가변된 도 2의 선형가변링크(10)의 부분 사시도이다.2 is a partial perspective view of a linear variable link 10 as an embodiment of a variable link of the present invention, Figure 3 is a linear variable link unit 12 and a linear variable unit 13 of the linear variable link 10 of FIG. Figure 4 is a partial cross-sectional view showing a coupling state of, Figure 4 is a partial perspective view of the linear variable link 10 of Figure 2 is a variable length so that the relative length of the linear variable link portion 12 is reduced, Figure 5 is a linear variable FIG. 2 is a partial perspective view of the linear variable link 10 of FIG. 2 whose length is changed so that the relative length of the link portion 12 is increased.

도 2 내지 도 4와 같이 상기 선형가변링크(10)는, 일측면에 래크부(12a)가 형성되고 일단에는 스토퍼(12b)가 돌출 형성된 선형가변링크부(12)와, 선형가변링크부(12)의 래크부(12a)에 이동 가능하게 결합되는 선형가변부(13)와, 선형가변링크부(12)의 스토퍼(12b)가 형성된 단부의 반대측 단부에 구비되는 선형회전구동부(11)를 포함하여, 상기 선형회전구동부(11)가 다른 선형가변링크부(12)에 결합된 선형가변부(13)에 회전 가능하게 결합되도록 구성되어, 인체의 팔 또는 다리와 같은 관절작용을 수행할 수 있도록 구성된다.2 to 4, the linear variable link 10, a rack portion 12a is formed on one side, and a linear variable link portion 12 and a linear variable link portion (12) having a stopper 12b protruded at one end thereof. The linear variable portion 13 movably coupled to the rack portion 12a of 12), and the linear rotary drive portion 11 provided at the end opposite to the end where the stopper 12b of the linear variable link portion 12 is formed. Including, the linear rotary drive unit 11 is configured to be rotatably coupled to the linear variable unit 13 coupled to another linear variable link unit 12, to perform a joint action such as an arm or a leg of the human body It is configured to be.

도 3과 같이, 상기 선형가변부(13)는 피니언부(15)와 피니언부(15)의 회전을 감지하여 이를 착용로봇의 제어부로 출력하는 엔코더부(14)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 3, the linear variable part 13 includes an encoder part 14 that detects the rotation of the pinion part 15 and the pinion part 15 and outputs the same to the controller of the wearable robot.

상기 구성의 선형가변링크(10)는 선형가변링크(10)에서의 선형가변부(13)의 결합위치를 이동시키는 것에 의해 상대적인 길이가 가변된다. 이 경우 선형가변링크부(12)의 래크부(12a)에 결합된 피니언부(15)가 회전하게 되며, 피니언부(15)의 회전을 엔코더부(14)가 검출하여 검출된 피니언부(15)의 회전 각도 값 또는 피니언부(15)의 회전 각도 값을 선형가변링크부(12)의 상대적 길이 변화 값으로 환산한 값을 착용로봇의 제어부(미 도시, 일반적으로 도 1과 같이 착용부에 내장됨)로 전송하도록 구성된다.The linear variable link 10 of the above configuration has a relative length variable by moving the engagement position of the linear variable part 13 in the linear variable link 10. In this case, the pinion unit 15 coupled to the rack portion 12a of the linear variable link unit 12 rotates, and the pinion unit 15 detected by the encoder unit 14 detecting the rotation of the pinion unit 15. Value of the rotation angle value of the pinion part 15 or the relative length change value of the linear variable link part 12 is converted into a control part of the wearing robot (not shown in FIG. 1). Built-in).

상기 선형가변링크부(12)는 선형가변링크(10)의 단위링크를 구성한다. 그리고 상기 스토퍼(12b)는 선형가변링크부(12)가 선형가변부(13)에 대하여 상대적으로 위치 이동하는 경우 선형가변링크부(12)가 선형가변부(13)로부터 이탈하는 것을 방지한다. 또한 도면에는 도시되어 있지 않으나 선형가변링크부(12)에는 도 1에서와 같이 팔 또는 다리에 착용하여 고정된 상태를 유지할 수 있도록 하는 사지착용부(6, 도 1 참조)가 각각 형성된다.The linear variable link unit 12 constitutes a unit link of the linear variable link 10. The stopper 12b prevents the linear variable link unit 12 from being separated from the linear variable unit 13 when the linear variable link unit 12 is moved relative to the linear variable unit 13. In addition, although not shown in the drawings, the linear variable link unit 12 is provided with a limb wearing unit 6 (see FIG. 1), which can be kept in a fixed state by being worn on the arm or leg as shown in FIG. 1.

상기 선형가변부(13)는 선형가변링크부(12) 상에서의 위치 고정을 위한 잠금장치(미 도시)를 포함하여 구성된다. 선형가변부(13)의 선형가변링크부(12) 상에서의 결합위치를 가변시키고자하는 경우 사용자가 잠금장치의 잠금을 해제하면 선형가변부(13)가 선형가변링크부(12) 상에서 위치 이동 가능하게 된다.The linear variable part 13 is configured to include a locking device (not shown) for fixing the position on the linear variable link unit 12. If the user wants to change the engagement position on the linear variable link unit 12 of the linear variable unit 13, the linear variable unit 13 moves its position on the linear variable link unit 12 when the user releases the lock. It becomes possible.

이와 같이 잠금이 해제된 상태에서 상기 선형가변부(13)의 선형가변링크부(12) 상에서의 결합위치의 이동은 수동으로 수행될 수 있다. 이 경우 사용자가 선형가변부(13) 또는 선형가변링크부(12) 중 어느 하나를 고정시킨 후 다른 하나를 강제적으로 위치 이동시키는 것에 의해 선형가변링크부(12)의 상대적 길이가 가변된다.As described above, the movement of the coupling position of the linear variable link unit 12 on the linear variable link unit 12 in the unlocked state may be performed manually. In this case, the relative length of the linear variable link unit 12 is changed by the user forcibly shifting the other one after fixing either the linear variable unit 13 or the linear variable link unit 12.

상기 선형가변부(13)는 선형가변링크부(12)의 상대적 길이를 자동으로 조절하도록 구성될 수도 있다. 이 경우 피니언부(15)에 축결합되는 모터(미 도시)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 모터는 외부에 별도로 구성된 제어버튼(미 도시)에 의해 시계 또는 반시계 방향으로 회전되도록 됨으로써 선형가변링크부(12) 상에서의 선형가변부(13)의 결합위치가 이동되어 선형가변링크부(12)의 상대적인 길이가 가변된다.The linear variable part 13 may be configured to automatically adjust the relative length of the linear variable link unit 12. In this case, the pinion unit 15 may be configured to further include a motor (not shown) axially coupled. The motor is rotated in a clockwise or counterclockwise direction by a control button (not shown) separately configured on the outside, so that the coupling position of the linear variable part 13 on the linear variable link part 12 is moved, so that the linear variable link part 12 is moved. The relative length of) is variable.

상술한 설명에서 선형가변링크부(12)의 상대적 길이는 착용로봇의 하나의 관절로서 작용하는 선형가변링크부(12) 중의 유효 작동 길이를 의미한다. 즉, 선형가변링크부(12)의 다른 선형가변링크부(12) 또는 도 1의 착용로봇의 착용부(9, 도 1 참조)에 결합되는 위치에서 피니언부(15)까지의 길이의 변화 값이 된다.In the above description, the relative length of the linear variable link unit 12 means the effective working length of the linear variable link unit 12 serving as one joint of the wearable robot. That is, the change value of the length from the position of the linear variable link unit 12 to the pinion unit 15 at the position coupled to the other linear variable link unit 12 or the wearing unit 9 (see FIG. 1) of the wearable robot of FIG. 1. Becomes

상기 선형회전구동부(11)는 유압 또는 모터 등의 구동 수단에 의해 선형가변부(13)에 대하여 회전하도록 결합됨으로써, 팔꿈치, 발목, 무릎에 대응하는 회전 관절 운동을 수행하게 된다.The linear rotary drive unit 11 is coupled to rotate with respect to the linear variable portion 13 by a driving means such as hydraulic pressure or a motor, thereby performing a rotary joint motion corresponding to the elbow, ankle, knee.

도 4 및 도 5의 경우 선형가변부(13)와 선형회전구동부(11)가 하나의 단위 구성을 이루는 것으로 도시되어 있으나, 이와 달리 선형회전구동부(11)의 선형가변링크부(12)의 일 측 단부에 일체로 형성됨으로써 선형가변링크부(12)와 하나의 단위 구성을 이루도록 구성될 수도 있다.In FIGS. 4 and 5, the linear variable part 13 and the linear rotary drive part 11 are shown to form one unit configuration. However, the linear variable link part 12 of the linear rotary drive part 11 is different. It may be configured to form a unit configuration with the linear variable link unit 12 by being integrally formed at the side end.

상술한 구성의 선형가변링크(10)는 도 1에서와 같이 상지링크(2) 또는 하지링크(4)로 조립된 후 착용부(9, 도 1 참조)에 관절 운동에 의한 사지 운동을 보조할 수 있도록 회전 가능하게 결합된다.The linear variable link 10 having the above-described configuration is assembled with the upper limb link 2 or the lower link 4 as shown in FIG. 1 to assist the limb movement by the joint motion to the wearing part 9 (see FIG. 1). Rotatably coupled.

이 후 길이 조절이 필요한 경우 사용자는 수동으로 또는 모터 구동에 의한 자동 방식으로 선형가변링크부(12) 상의 선형가변부(13)의 위치를 함으로써 선형가변링크부(12)의 상대적 길이를 조절하게 된다.After the length adjustment is necessary, the user adjusts the relative length of the linear variable link unit 12 by positioning the linear variable unit 13 on the linear variable link unit 12 manually or automatically by a motor driving method. do.

즉, 도 4와 같이 상대적 길이가 L1으로 짧은 상태에서 사용자는 수동 또는 자동으로 선형가변링크부(12) 상에서의 선형가변부(13)의 결합위치를 이동시키는 것에 의해 도 5와 같이 선형가변링크부(12)의 상대적 길이를 L2로 늘릴 수 있다.That is, in the state in which the relative length is short as L1 as shown in FIG. 4, the user manually or automatically moves the engagement position of the linear variable part 13 on the linear variable link part 12 as shown in FIG. 5. The relative length of section 12 can be increased to L2.

이 경우 선형가변링크부(12)의 길이 변화값(△L12=L2-L1)은 도 3에 도시된 바와 같이, △L = 2πd로 표시되며, 여기서 d는 피니언부(15)의 반지름이다.In this case, the length change value ΔL 12 = L2-L1 of the linear variable link unit 12 is represented by ΔL = 2πd, as shown in FIG. 3, where d is the radius of the pinion unit 15. .

이러한 상대적 길이 변화 값은 선형가변부(13)에서 계산되거나 선형가변부(13)에서 전송된 선형가변부(13)의 위치 이동 거리에 대응하는 피니언부(15)의 회전 각도를 수신한 제어부에서 수행되어 착용로봇을 제어하기 위한 기구학/역기구학적 제어 모델인 구동 제어 알고리즘에 반영되어 구동 제어 알고리즘이 변경된 가변링크의 길이에 맞게 자동으로 수정된다.
The relative length change value is calculated by the linear variable part 13 or by the control unit that receives the rotation angle of the pinion part 15 corresponding to the positional movement distance of the linear variable part 13 transmitted from the linear variable part 13. The driving control algorithm is automatically modified to match the changed length of the variable link by being reflected in the driving control algorithm, which is a kinematic / inverse kinematic control model for controlling the worn robot.

도 6은 본 발명의 가변링크의 다른 실시예로서의 가위형가변링크(20)의 부분사시도이고, 도 7은 수축되어 상대적인 길이가 감소된 도 6의 가위형가변링크(20)의 부분 사시도이며, 도 8은 신장되어 상대적인 길이가 증가된 도 6의 가위형가변링크(20)의 부분 사시도이고, 도 9는 가위형가변링크(20)의 수축 시와 신장 시의 상대적 길이 변화를 검출하는 방법을 설명하는 도면이다.6 is a partial perspective view of the scissors variable link 20 as another embodiment of the variable link of the present invention, Figure 7 is a partial perspective view of the scissors variable link 20 of Figure 6 is reduced in relative length, 8 is a partial perspective view of the scissors variable link 20 of FIG. 6 in which the relative length is increased and the relative length is increased, and FIG. 9 illustrates a method of detecting a change in relative length of the scissors variable link 20 upon contraction and extension. It is a figure.

도 6 내지 도 9와 같이, 종래기술의 상지링크(2, 도 1 참조) 또는 하지링크(4, 도 1 참조)로 되는 본 발명의 가변링크는 가위형가변링크(20)로 구성될 수 있다.6 to 9, the variable link of the present invention, which is the upper link (see 2, Figure 1) or the lower link (see 4, Figure 1) of the prior art may be composed of a scissors variable link (20). .

도 6과 같이 상기 가위형가변링크(20)는 가위형가변링크부(22), 가위형가변부(24), 가위형회전구동부(21)를 포함하여 구성된다.As shown in FIG. 6, the scissors variable link 20 includes a scissors variable link unit 22, a scissors variable variable part 24, and a scissors rotary drive unit 21.

상기 가위형가변링크부(22)는 단위링크(22a)들이 X자형으로 결합된 후 X결합된 단위 구조들이 절첩될 수 있도록 다단으로 연결 구성된다. 즉, 가위형가변링크부(22)는 절첩되는 것에 의해 상대적 길이가 가변된다.The scissors variable link unit 22 is configured to be connected in multiple stages so that the unit links 22a are combined in an X-shape and the X-coupled unit structures can be folded. That is, the shear type variable link portion 22 is folded to change the relative length.

상기 가위형가변부(24)는 일측에는 상기 가위형가변링크부(22)의 일측 단부에 위치되는 한 쌍의 단위링크(22a) 단부 중 하나의 단위링크 단부가 위치 고정되는 고정리브(24b)와, 다른 하나의 단위링크의 단부가 고정된 단위링크 단부에 대하여 회전 가능하게 결합되는 이동리브(24c)와, 이동리브(24c)와 함께 이동되도록 결합된 후 이동리브(24c)의 이동에 따라 회전되는 단위링크(22a)의 회전각도를 검출한 후 회전각도 자체 또는 회전각도를 상대적 길이 변화값으로 환산한 길이 변화값을 제어부(미 도시)로 출력하는 이동검출부(23)와, 가위형회전구동부(21)에 회전 가능하게 결합되는 회전결합리브(24a)를 포함하여 구성된다.The scissor-type variable part 24 has a fixed rib 24b at which one unit link end of the pair of unit link 22a ends positioned at one end of the scissor-type variable link part 22 is fixed at one side thereof. And a moving rib 24c rotatably coupled to an end of the other unit link to be fixed to the fixed unit link end, and coupled to move together with the moving rib 24c, followed by the movement of the moving rib 24c. After detecting the rotation angle of the rotating unit link (22a) and the movement detection unit 23 for outputting the length change value converted from the rotation angle itself or the rotation angle to the relative length change value to the controller (not shown), and scissors-type rotation It is configured to include a rotary coupling rib (24a) rotatably coupled to the drive unit (21).

상기 이동리브(24c)와 이동검출부(23)는 회전 가능하게 결합되어 일체로 이동리브(24c) 측으로 또는 이동리브(24c)로부터 이격되는 위치로 위치 이동돌 있도록 구성된다. 이 경우 상기 이동리브(24c)에도 잠금장치가 구비되어 잠금장치가 해제 되는 경우에만 고정리브(24b)에 대한 위치 이동을 수행할 수 있다. 또한 이동리브(24c)의 위치 이동은 사용자에 의한 수동조작 또는 모터나 유압에 의해 구동되는 구동기에 의한 자동 조작에 의해 수행되도록 구성될 수 있다.The moving rib 24c and the moving detecting unit 23 are rotatably coupled so that the moving rib 24c and the moving detecting unit 23 are integrally moved toward the moving rib 24c or spaced apart from the moving rib 24c. In this case, the movable rib 24c may be provided with a locking device, and thus the positional movement of the fixed rib 24b may be performed only when the locking device is released. In addition, the position movement of the moving rib 24c may be configured to be performed by manual operation by a user or automatic operation by a driver driven by a motor or hydraulic pressure.

상기 가위형회전구동부(21)는 내부에 모터 또는 유압으로 회전 구동되는 회전 구동기가 구비되고, 가이형가변링크부(22)가 결합되는 측의 면에는 가위형가변링크부(22)의 대향하는 단부의 한 쌍의 단부 각각이 회전 가능하게 결합되는 한 쌍의 고정리브(24b)를 구비하며, 구동기의 구동에 의해 가위형가변부(24)가 관절 회전 운동을 위해 회전할 수 있도록 구성되어, 가위형가변부(24)의 회전결합리브(24a)와 회전 가능하게 결합된다.The scissor type rotary drive unit 21 is provided with a rotary driver which is rotated and driven by a motor or hydraulic pressure therein, and faces the side of the scissor type variable link unit 22 on the side of the side to which the flexible variable link unit 22 is coupled. Each of the pair of ends of the end is provided with a pair of fixed ribs 24b rotatably coupled, and the scissors variable variable part 24 is configured to be rotatable for joint rotational movement by driving of the driver, The rotatable coupling rib 24a of the scissor-type variable part 24 is rotatably coupled.

본 발명의 착용로봇은 도 2 내지 도 9의 가변링크(선형가변링크(10) 또는 가위형가변링크(20))가 도 1의 착용부(9)에 사지의 관절 운동을 위해 결합하면 되므로, 도 1을 참조하는 것으로 하고 그 상세한 도시는 생략하였다.
Wearing robot of the present invention, since the variable link (linear variable link 10 or scissors variable link 20) of Figures 2 to 9 is coupled to the wearing portion 9 of Figure 1 for joint motion of the limbs, Reference is made to FIG. 1 and detailed illustration thereof is omitted.

상기 구성의 가위형가변링크부(22)는 일측 단부의 가위형회전구동부(21)가 다른측의 가위형가변링크부(22)에 결합된 가위형가변부(24)에 결합되는 것에 의해 사람의 팔 또는 다리에 대응하는 상지링크(2, 도 1 참조) 또는 하지링크(4, 도 1 참조)로 결합된 후 착용부(9)에 관절 운동을 위해 회전 가능하게 장착된다.Scissor-type variable link portion 22 of the above configuration is that the scissors-type rotary drive portion 21 of one end is coupled to the scissors-type variable portion 24 coupled to the scissors-type variable link portion 22 of the other side It is coupled to the upper limb link (2, Fig. 1) or the lower link (4, Fig. 1) corresponding to the arm or leg of the wearable portion 9 is rotatably mounted for joint movement.

가위형가변링크부(22)의 길이를 가변시키고자 하는 경우 사용자는 이동리브(24c)의 이동을 고정하는 볼트나 너트, 고정핀, 버클 등의 잠금장치(미도시)의 잠금을 해제한 후 고정리브(24b)에 의해 수동으로 위치 이동시키거나, 구동기를 이용하여 위치 이동시키는 것에 의해 상대적인 길이를 가변시킬 수 있게 된다.If you want to vary the length of the scissors variable link unit 22, the user unlocks the locking device (not shown), such as bolts, nuts, fixing pins, buckles to fix the movement of the moving rib (24c) The relative length can be varied by manually shifting the position by the fixed rib 24b or shifting the position using the driver.

이 때 도 7과 같이 가위형가변링크부(22)가 수축되는 경우에는 상대적 길이가 짧아지고, 도 8과 같이 가위형가변링크부(22)가 신장되는 경우에는 상대적 길이가 길어진다.In this case, when the scissors variable link portion 22 is contracted as shown in FIG. 7, the relative length is shortened, and when the scissors variable link portion 22 is extended as shown in FIG. 8, the relative length becomes long.

이렇게 길이가 가변된 상태에서의 상대적 길이 변화값(△L)은 단위링크(22a)의 길이 D, 수직선에 대한 방위각 θ라 하면, 단위링크(22a)들이 X자로 결합된 단위 구조의 수를 n이라 하면, △L = n(△L34)= n(L4- L3) = n{D(sinθ1 -sinθ2}가 된다.When the relative length change value ΔL in the state of varying length is the length D of the unit link 22a and the azimuth angle θ with respect to the vertical line, n represents the number of unit structures in which the unit links 22a are combined with X characters. In this case, ΔL = n (ΔL 34 ) = n (L4-L3) = n {D (sinθ1 −sinθ2}.

이러한 상대적 길이 변화 값은 이동리브(24c)에서 계산되거나 이동리브(24c)에서 전송되는 θ1과 θ2 값을 수신한 제어부에서 수행되어 착용로봇을 제어하기 위한 기구학/역기구학적 제어 모델이 구동 제어 알고리즘에 반영되어 구동 제어 알고리즘이 변경된 가변링크의 길이에 맞게 자동으로 수정된다.
The relative length change value is calculated by the moving rib 24c or is carried out by a control unit that receives the θ1 and θ2 values transmitted from the moving rib 24c, and a kinematic / inverse kinematic control model for controlling the wearable robot is a drive control algorithm. The drive control algorithm is automatically modified to reflect the changed link length.

도 10은 본 발명의 가변링크를 구비한 착용로봇의 제어방법의 처리과정을 나타내는 순서도이고, 도 11은 선형가변링크(10)의 링크길이가변과정을 나타내는 순서도이며, 도 12는 가위형가변링크(20)의 링크길이가변과정을 나타내는 순서도이다.FIG. 10 is a flowchart illustrating a process of a control method of a wearable robot having a variable link according to the present invention. FIG. 11 is a flowchart illustrating a link length varying process of the linear variable link 10. FIG. 12 is a scissors variable link. (20) is a flow chart showing the process of varying the link length.

도 10과 같이 본 발명의 가변링크를 구비한 착용로봇의 제어방법은, 링크길이가변과정(S100)과 제어알고리즘수정과정(S200)을 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 10, the control method of the wearable robot having the variable link according to the present invention includes a link length variable process S100 and a control algorithm modification process S200.

그리고 상기 링크길이가변과정(S100)은 선형가변링크(10)와 가위형가변링크(20)에 따라 다른 방식으로 수행된다.And the link length variable process (S100) is performed in a different manner according to the linear variable link 10 and the scissors variable link (20).

이를 구체적으로 설명하면, 상기 링크길이가변과정(S100)은 선형가변부(13) 또는 가위형가변부(24)가 선형가변링크부(12) 또는 가위형가변링크부(22)인 가변링크부의 상대적 길이를 가변시킨 후 가변된 길이 값을 상기 제어부로 출력하는 과정이 된다. 이 과정에서 제어부로 전송되는 값은 피니언부(15)의 회전각도나 단위링크(22a)의 회전각도 값이 거나, 피니언부(15)의 회전각도에 대응하는 길이 변화값 또는 단위링크(22a)의 회전각도에 대응하는 길이 변화값 중 어느 하나의 값일 수 있다.Specifically, the link length variable process S100 may include a variable link unit in which the linear variable unit 13 or the scissors variable unit 24 is a linear variable link unit 12 or a scissors variable link unit 22. After changing the relative length, a variable length value is output to the controller. In this process, the value transmitted to the controller is a rotation angle of the pinion unit 15 or a rotation angle value of the unit link 22a, or a length change value or unit link 22a corresponding to the rotation angle of the pinion unit 15. It may be any one of the length change value corresponding to the rotation angle of.

상기 가변링크가 선형가변링크(10)인 경우 상기 링크길이가변과정(S100)은 도 11과 같이, 수동 또는 자동 방식에 의해 선형가변링크부(12) 상에서의 선형가변부(13)의 결합위치를 이동시키는 선형링크길이가변과정(S110)과, 선형가변부(13)의 이동 시 피니언부(15)의 회전각도 또는 회전각도에 대응한 연산을 수행하여 얻어진 길이 변화값을 제어부로 출력하는 선형가변길이검출과정(S120)으로 이루어진다.When the variable link is a linear variable link 10, the link length variable process (S100) is a coupling position of the linear variable portion 13 on the linear variable link portion 12 by a manual or automatic method, as shown in FIG. Linear link length variable process (S110) for moving the linear output length change value obtained by performing a calculation corresponding to the rotation angle or the rotation angle of the pinion unit 15 during the movement of the linear variable portion (13) It consists of a variable length detection process (S120).

상기 가변링크가 가위형가변링크(20)인 경우 상기 링크길이가변과정(S100)은 도 12와 같이, 가위형가변링크부(22)의 양단부에 위치되는 한 쌍의 단위링크(22a) 단부 중 어느 하나의 단부가 다른 단부에 대하여 상대 이동되는 것에 의해 가위형가변링크부의 상대적 길이가 가변되는 가위형링크가변과정(S130);과, 가위형링크가변과정(S130)에서 상기 한 쌍의 단위링크(22a) 중 하나의 단위링크(22a)의 회전 각도를 검출하여 가위형가변링크부(22)의 상대적 길이 변화를 검출하는 가위형가변길이검출과정(S140);을 더 포함하여 이루어진다.When the variable link is the scissors variable link 20, the link length variable process (S100) is shown in Figure 12, the end of a pair of unit links (22a) located at both ends of the scissors variable link unit 22, Scissorable link variable process (S130) of varying the relative length of the scissors variable link portion by moving one end relative to the other end; and the pair of unit links in the scissors link variable process (S130) And a scissors variable length detection process (S140) for detecting a change in relative length of the scissors variable link unit 22 by detecting a rotation angle of one of the unit links 22 a of (22a).

상기 가위형링크가변과정(S130)은 수동 또는 자동으로 이동리브(24c)를 고정리브(24b)에 대하여 근접 또는 이격시키는 것에 의해 수행된다.The scissors link varying process (S130) is performed by manually or automatically moving the moving ribs 24c to or from the fixed ribs 24b.

상기 가위형가변길이검출과정(S140)은 상기 한 쌍의 단위링크(22a) 중 하나의 단위링크(22a)의 회전 각도를 검출하고, 검출된 회전각도 자체를 제어부로 전송하거나 또는 회전 각도를 이용한 연산에 의해 얻어진 전체 길이 변화값을 제어부로 전송한다.The scissors variable length detection process (S140) detects the rotation angle of one unit link 22a of the pair of unit links 22a, and transmits the detected rotation angle itself to the control unit or by using the rotation angle. The total length change value obtained by the operation is transmitted to the control unit.

다시 도 10을 참조하여 설명하면, 상기 제어알고리즘수정과정(S200)은 링크길이가변과정(S100)에서 선형가변링크(10) 또는 가위형가변링크(20)부에서 전송되는 길이 변환값 또는 회전각도를 수신한 후 연산하여 산출한 길이 변화값을 기구학/역기구학적 모델인 구동 제어 알고리즘에 반영하여 데이터 값을 수정하는 것에 의해 제어알고리즘을 수정한다. 이에 의해 착용로봇은 차후의 구동제어 시 새롭게 반영된 가변링크들의 길이 정보를 이용하여 착용로봇의 사지 구동을 제어한다.
Referring back to FIG. 10, the control algorithm modification process (S200) is a length conversion value or rotation angle transmitted from the linear variable link (10) or the scissors variable link (20) in the link length variable process (S100). The control algorithm is corrected by modifying the data value by reflecting the length change value calculated by receiving and calculating the result in the drive control algorithm which is a kinematic / inverse kinematic model. As a result, the wearable robot controls limb driving of the wearable robot by using the length information of the variable links newly reflected in the subsequent driving control.

상술한 도 2 내지 도 12의 설명에서 선형가변링크(10)와 가위형가변링크(20)는 본 발명의 가변링크의 실시예이고, 선형가변부(13)와 가위형가변부(24)는 본 발명의 가변부의 실시예가 된다.2 to 12, the linear variable link 10 and the scissors variable link 20 is an embodiment of the variable link of the present invention, the linear variable portion 13 and the scissors variable variable 24 is An embodiment of the variable part of the present invention is provided.

또한, 도 2 내지 도 5의 가변링크는 상술한 본 원 발명의 실시예의 선형가변링크(10)와 가위형가변링크(20)에 의해 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 가변링크는 피스톤의 인출 길이를 조절하는 것에 의해 선형 길이를 가변시키는 실린더와 피스톤 등과 같이 선형 이동에 의해 길이가 가변되는 구성 등과 같이 모든 길이 가변을 가지는 구성으로 변형실시될 수 있으며, 이 또한 본원 발명의 권리범위에 속한다.In addition, the variable link of FIGS. 2 to 5 is not limited by the linear variable link 10 and the scissors variable link 20 of the embodiment of the present invention described above. That is, the variable link of the present invention can be modified to have a configuration having all lengths, such as a configuration in which the length is variable by linear movement, such as a cylinder and a piston for varying the linear length by adjusting the lead length of the piston, This also belongs to the scope of the present invention.

또한, 본 발명의 실시예의 설명에서 본 발명의 가변링크가 장착되는 상기 착용부는 도 1에서 사용자의 등에 착용되는 상체착용부(9)로 도시하였으나, 허리에 착용하는 허리착용부 또는 다리나 팔에 착용하는 사지용착용부로 실시자의 필요에 따라 다양한 방식으로 구현될 수 있다.
In addition, in the description of the embodiment of the present invention, the wearing portion is equipped with the variable link of the present invention is shown as the upper body wearing portion 9 worn on the user's back in Figure 1, worn on the waist wearing portion or leg or arm worn on the waist The limb welding portion can be implemented in various ways according to the needs of the operator.

10: 선형가변링크, 11: 선형회전구동부, 12: 선형가변링크부, 12a: 래크부
12b: 스토퍼, 13: 선형가변부, 14: 엔코더부, 15: 피니언부
20: 가위형가변링크, 21: 가위형회전구동부, 22: 가위형가변링크부
22a: 단위링크, 23: 이동검출부, 24: 가위형가변부, 24a: 회전결합리브
24b: 고정리브, 24c: 이동리브10: linear variable link, 11: linear rotary drive part, 12: linear variable link part, 12a: rack part
12b: stopper, 13: linear variable part, 14: encoder part, 15: pinion part
20: scissors variable link, 21: scissors rotary drive, 22: scissors variable link
22a: unit link, 23: moving detector, 24: scissor-type variable portion, 24a: rotary coupling rib
24b: fixed rib, 24c: movable rib

Claims (13)

가변링크부;와,
상기 가변링크부의 상대적 길이를 가변시키도록 결합되어 가변링크부의 길이를 가변시키고 가변된 길이를 검출하여 착용로봇의 제어부로 전송하는 가변부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 착용로봇의 가변링크.
Variable link unit;
And a variable unit coupled to vary the relative length of the variable link unit to vary the length of the variable link unit and detect a variable length and transmit the variable link unit to a control unit of the wearable robot.
청구항 1에 있어서,
상기 가변링크부의 일단부에 결합된 후 다른 가변링크부에 결합된 가변부에 회전 가능하게 결합되는 회전구동부;를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 착용로봇의 가변링크.
The method according to claim 1,
And a rotary drive unit rotatably coupled to one end of the variable link unit and then rotatably coupled to the other variable link unit.
청구항 1에 있어서,
상기 가변부는 상기 가변링크부의 외주연에 삽입된 후 위치 이동되어 상기 가변링크부의 일측 단부와의 사이의 길이가 가변되는 것에 의해 가변링크부의 길이를 가변시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착용로봇의 가변링크.
The method according to claim 1,
The variable portion is inserted into the outer periphery of the variable link portion and then moved in position is configured to vary the length of the variable link portion by varying the length between the one end and the variable link portion variable wear robot, characterized in that link.
청구항 3에 있어서, 상기 가변부는,
상기 가변링크부의 가변된 길이를 검출한 후 착용로봇의 제어부로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착용로봇의 가변링크.
The method according to claim 3, The variable portion,
The variable link of the wearable robot, characterized in that for detecting the variable length of the variable link unit and transmits to the control unit of the wearable robot.
청구항 1에 있어서,
상기 가변링크부는 절첩식에 의해 신장 또는 수축되어 길이가 가변되도록 형성되고,
상기 가변부는 상기 가변링크부를 절첩시켜 신장 또는 수축시키도록 상기 가변링크부에 결합 구성되는 것을 특징으로 하는 착용로봇의 가변링크.
The method according to claim 1,
The variable link portion is formed to be variable in length by being stretched or shrunk by folding,
The variable portion is coupled to the variable link portion, characterized in that coupled to the variable link portion to be folded or stretched by the variable link portion.
청구항 5에 있어서, 상기 가변부는,
상기 가변링크부의 절첩에 의한 신장 또는 수축에 의한 길이 변화를 검출한 후 착용로봇의 제어부로 전송하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 착용로봇의 가변링크.
The method according to claim 5, The variable portion,
The variable link of the wearable robot, characterized in that for detecting the change in length due to the extension or contraction by folding the variable link unit is transmitted to the control unit of the wearable robot.
가변링크부와, 상기 가변링크부의 상대적 길이를 가변시키고 가변된 길이를 검출하여 착용로봇의 제어부로 출력하는 가변부와, 상기 가변링크부가 결합된 상태에서 상기 가변부에 회전 가능하게 결합되는 회전구동부를 포함하는 가변링크;와,
상기 가변링크들이 관절 작용을 수행하도록 결합되고, 내부에는 상기 가변링크들의 구동을 제어하며 상기 가변부로부터 전송된 가변링크부의 상대적인 길이 변화 값에 따라 상기 가변링크들의 구동 제어 알고리즘을 수정하는 제어부를 내장하여 인체에 착용되는 착용부;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 가변링크를 구비한 착용로봇.
A variable link unit, a variable unit for varying the relative length of the variable link unit and detecting the variable length and outputting the variable link unit to the control unit of the wearable robot, and a rotation driving unit rotatably coupled to the variable unit in a state where the variable link unit is coupled. Variable link including; And,
The variable links are coupled to perform a joint action, and there is a controller for controlling the driving of the variable links and modifying a drive control algorithm of the variable links according to a relative length change value of the variable link unit transmitted from the variable unit. Wearing robot having a variable link, characterized in that comprising a;
청구항 7에 있어서, 상기 가변링크들은,
인체의 상지 관절 구조에 대응하도록 결합되어 팔에 착용되는 상지링크;와,
인체의 하지 관절 구조에 대응하도록 결합되어 다리에 착용되는 가변링크로서의 하지링크; 중 하나 이상으로 되는 것을 특징으로 하는 가변링크를 구비한 착용로봇.
The method according to claim 7, wherein the variable links,
Upper limb link is coupled to correspond to the upper limb joint structure of the human body worn on the arm; And,
A lower link as a variable link coupled to correspond to the lower joint structure of the human body and worn on the leg; Wearing robot having a variable link, characterized in that one or more of.
청구항 7에 있어서,
상기 가변부는 상기 가변링크부의 외주연에 삽입된 후 위치 이동되어 상기 가변링크부의 일측 단부와의 사이의 길이가 가변되는 것에 의해 가변링크부의 길이를 가변시키도록 구성되는 것을 특징으로 하는 가변링크를 구비한 착용로봇.
The method of claim 7,
The variable part has a variable link configured to vary the length of the variable link part by being moved to a position after being inserted into the outer periphery of the variable link part to vary the length between the variable link part and one end of the variable link part. One wear robot.
청구항 7에 있어서,
상기 가변링크부는 절첩식에 의해 신장 또는 수축되어 길이가 가변되도록 형성되고,
상기 가변부는 상기 가변링크부를 절첩시켜 신장 또는 수축시키도록 상기 가변링크부에 결합 구성되는 것을 특징으로 하는 가변링크를 구비한 착용로봇.
The method of claim 7,
The variable link portion is formed to be variable in length by being stretched or shrunk by folding,
The variable part is a wearable robot having a variable link, characterized in that coupled to the variable link portion is configured to fold the variable link portion to extend or contract.
가변링크부와, 상기 가변링크부의 상대적 길이를 가변시키도록 결합되어 가변링크부의 길이를 가변시키고 가변된 길이를 검출하여 착용로봇의 제어부로 전송하는 가변부를 구비한 착용로봇에 있어서,
상기 가변부가 상기 가변링크부의 상대적 길이를 가변시킨 후 가변된 길이 값을 상기 제어부로 출력하는 링크길이가변과정;과,
상기 제어부가 상기 링크길이가변과정에서 검출된 링크의 가변길이를 수신한 후 착용로봇의 구동 제어 알고리즘을 수정하는 제어 알고리즘 수정과정;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변링크를 구비한 착용로봇의 제어방법.
A wearable robot having a variable link unit and a variable unit coupled to vary the relative length of the variable link unit to vary the length of the variable link unit, detect a variable length, and transmit the variable link unit to a control unit of the wearable robot.
A link length variable process of outputting a variable length value to the controller after the variable unit changes the relative length of the variable link unit;
A control algorithm for modifying a driving control algorithm of the wearable robot after the control unit receives the variable length of the link detected in the link length change process; control of the wearable robot having a variable link, comprising: Way.
청구항 11에 있어서, 상기 링크길이가변과정은,
상기 가변부가 상기 가변링크부의 외주연에 삽입된 후 위치 이동되어 상기 가변링크부의 일측 단부와의 사이의 길이가 가변되는 것에 의해 가변링크부의 길이를 가변시키는 선형링크길이가변과정;과,
상기 가변부의 위치 이동 값을 검출하여 상기 가변링크부의 가변 길이를 검출하는 선형가변길이검출과정;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변링크를 구비한 착용로봇의 제어방법.
The method of claim 11, wherein the link length variable process,
A linear link length varying process for varying the length of the variable link part by moving the variable part after being inserted into the outer periphery of the variable link part and varying the length between the variable link part and one end of the variable link part;
And a linear variable length detection process of detecting a variable length of the variable link unit by detecting a position shift value of the variable unit.
청구항 11에 있어서, 상기 링크길이가변과정은,
절첩식으로 형성된 상기 가변링크부를 신장 또는 수축시키는 것에 의해 상기 가변링크부의 길이를 가변시키는 가위형링크가변과정;과,
상기 가변링크부의 신장 또는 수축된 길이를 상기 가변링크부의 가변된 길이로 검출하는 가위형가변길이검출과정;으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 가변링크를 구비한 착용로봇의 제어방법.The method of claim 11, wherein the link length variable process,
Scissor-type link variable process for varying the length of the variable link portion by stretching or contracting the variable link portion formed to be folded; And,
Scissor-type variable length detection process for detecting the elongated or contracted length of the variable link portion as a variable length of the variable link portion; control method of the wear robot having a variable link.
KR1020110062129A 2011-06-27 2011-06-27 Variable length link, wareable robot with variable length link and control method thereof KR20130001409A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110062129A KR20130001409A (en) 2011-06-27 2011-06-27 Variable length link, wareable robot with variable length link and control method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110062129A KR20130001409A (en) 2011-06-27 2011-06-27 Variable length link, wareable robot with variable length link and control method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130001409A true KR20130001409A (en) 2013-01-04

Family

ID=47834450

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110062129A KR20130001409A (en) 2011-06-27 2011-06-27 Variable length link, wareable robot with variable length link and control method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130001409A (en)

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103707284A (en) * 2013-12-29 2014-04-09 哈尔滨理工大学 Wearable upper limb assistance arm and assistance method thereof
CN105108760A (en) * 2015-08-14 2015-12-02 上海申磬产业有限公司 Control method of wearable type power-assisted exoskeleton upper limb mechanism
KR20170078896A (en) * 2015-12-29 2017-07-10 전자부품연구원 Intelligent Robot using PCI cards and Integrated intelligent robot control system
CN108214458A (en) * 2017-12-27 2018-06-29 郑州航空工业管理学院 Wearable upper limb mechanical arm
US10406676B2 (en) 2014-05-06 2019-09-10 Sarcos Lc Energy recovering legged robotic device
US10512583B2 (en) 2014-05-06 2019-12-24 Sarcos Lc Forward or rearward oriented exoskeleton
US10533542B2 (en) 2014-05-06 2020-01-14 Sarcos Lc Rapidly modulated hydraulic supply for a robotic device
US10766133B2 (en) 2014-05-06 2020-09-08 Sarcos Lc Legged robotic device utilizing modifiable linkage mechanism
US10765537B2 (en) 2016-11-11 2020-09-08 Sarcos Corp. Tunable actuator joint modules having energy recovering quasi-passive elastic actuators for use within a robotic system
US10780588B2 (en) 2012-05-14 2020-09-22 Sarcos Lc End effector for a robotic arm
US10821614B2 (en) 2016-11-11 2020-11-03 Sarcos Corp. Clutched joint modules having a quasi-passive elastic actuator for a robotic assembly
US10828767B2 (en) 2016-11-11 2020-11-10 Sarcos Corp. Tunable actuator joint modules having energy recovering quasi-passive elastic actuators with internal valve arrangements
US10843330B2 (en) 2017-12-07 2020-11-24 Sarcos Corp. Resistance-based joint constraint for a master robotic system
US10906191B2 (en) 2018-12-31 2021-02-02 Sarcos Corp. Hybrid robotic end effector
US10919161B2 (en) 2016-11-11 2021-02-16 Sarcos Corp. Clutched joint modules for a robotic system
US11241801B2 (en) 2018-12-31 2022-02-08 Sarcos Corp. Robotic end effector with dorsally supported actuation mechanism
US11331809B2 (en) 2017-12-18 2022-05-17 Sarcos Corp. Dynamically controlled robotic stiffening element
US11351675B2 (en) 2018-12-31 2022-06-07 Sarcos Corp. Robotic end-effector having dynamic stiffening elements for conforming object interaction
WO2022145913A1 (en) * 2020-12-30 2022-07-07 주식회사 헥사휴먼케어 Length-adjusting and fastening mechanism of robot arm for rehabilitation training
US11717956B1 (en) 2022-08-29 2023-08-08 Sarcos Corp. Robotic joint system with integrated safety
US11738446B2 (en) 2011-04-29 2023-08-29 Sarcos, Lc Teleoperated robotic system with impact responsive force feedback
US11794345B2 (en) 2020-12-31 2023-10-24 Sarcos Corp. Unified robotic vehicle systems and methods of control
US11826907B1 (en) 2022-08-17 2023-11-28 Sarcos Corp. Robotic joint system with length adapter
US11833676B2 (en) 2020-12-07 2023-12-05 Sarcos Corp. Combining sensor output data to prevent unsafe operation of an exoskeleton
US11897132B1 (en) 2022-11-17 2024-02-13 Sarcos Corp. Systems and methods for redundant network communication in a robot
US11924023B1 (en) 2022-11-17 2024-03-05 Sarcos Corp. Systems and methods for redundant network communication in a robot
US11981027B2 (en) 2020-11-09 2024-05-14 Sarcos Corp. Tunable actuator joint modules having energy recovering quasi-passive elastic actuators with internal valve arrangements

Cited By (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11745331B2 (en) 2011-04-29 2023-09-05 Sarcos, Lc Teleoperated robotic system with payload stabilization
US11738446B2 (en) 2011-04-29 2023-08-29 Sarcos, Lc Teleoperated robotic system with impact responsive force feedback
US10780588B2 (en) 2012-05-14 2020-09-22 Sarcos Lc End effector for a robotic arm
CN103707284B (en) * 2013-12-29 2016-01-20 哈尔滨理工大学 Wearable upper limb power assistant arm and boosting method thereof
CN103707284A (en) * 2013-12-29 2014-04-09 哈尔滨理工大学 Wearable upper limb assistance arm and assistance method thereof
US11224968B2 (en) 2014-05-06 2022-01-18 Sarcos Lc Energy recovering legged robotic device
US10533542B2 (en) 2014-05-06 2020-01-14 Sarcos Lc Rapidly modulated hydraulic supply for a robotic device
US10766133B2 (en) 2014-05-06 2020-09-08 Sarcos Lc Legged robotic device utilizing modifiable linkage mechanism
US10406676B2 (en) 2014-05-06 2019-09-10 Sarcos Lc Energy recovering legged robotic device
US10512583B2 (en) 2014-05-06 2019-12-24 Sarcos Lc Forward or rearward oriented exoskeleton
CN105108760A (en) * 2015-08-14 2015-12-02 上海申磬产业有限公司 Control method of wearable type power-assisted exoskeleton upper limb mechanism
KR20170078896A (en) * 2015-12-29 2017-07-10 전자부품연구원 Intelligent Robot using PCI cards and Integrated intelligent robot control system
US10828767B2 (en) 2016-11-11 2020-11-10 Sarcos Corp. Tunable actuator joint modules having energy recovering quasi-passive elastic actuators with internal valve arrangements
US10821614B2 (en) 2016-11-11 2020-11-03 Sarcos Corp. Clutched joint modules having a quasi-passive elastic actuator for a robotic assembly
US11926044B2 (en) 2016-11-11 2024-03-12 Sarcos Corp. Clutched joint modules having a quasi-passive elastic actuator for a robotic assembly
US10919161B2 (en) 2016-11-11 2021-02-16 Sarcos Corp. Clutched joint modules for a robotic system
US11772283B2 (en) 2016-11-11 2023-10-03 Sarcos Corp. Clutched joint modules having a quasi-passive elastic actuator for a robotic assembly
US11759944B2 (en) 2016-11-11 2023-09-19 Sarcos Corp. Tunable actuator joint modules having energy recovering quasi- passive elastic actuators with internal valve arrangements
US10765537B2 (en) 2016-11-11 2020-09-08 Sarcos Corp. Tunable actuator joint modules having energy recovering quasi-passive elastic actuators for use within a robotic system
US10843330B2 (en) 2017-12-07 2020-11-24 Sarcos Corp. Resistance-based joint constraint for a master robotic system
US11331809B2 (en) 2017-12-18 2022-05-17 Sarcos Corp. Dynamically controlled robotic stiffening element
CN108214458B (en) * 2017-12-27 2023-09-01 郑州航空工业管理学院 Wearable upper limb mechanical arm
CN108214458A (en) * 2017-12-27 2018-06-29 郑州航空工业管理学院 Wearable upper limb mechanical arm
US11241801B2 (en) 2018-12-31 2022-02-08 Sarcos Corp. Robotic end effector with dorsally supported actuation mechanism
US11351675B2 (en) 2018-12-31 2022-06-07 Sarcos Corp. Robotic end-effector having dynamic stiffening elements for conforming object interaction
US11679511B2 (en) 2018-12-31 2023-06-20 Sarcos Corp. Robotic end effector with dorsally supported actuation mechanism
US10906191B2 (en) 2018-12-31 2021-02-02 Sarcos Corp. Hybrid robotic end effector
US11981027B2 (en) 2020-11-09 2024-05-14 Sarcos Corp. Tunable actuator joint modules having energy recovering quasi-passive elastic actuators with internal valve arrangements
US11833676B2 (en) 2020-12-07 2023-12-05 Sarcos Corp. Combining sensor output data to prevent unsafe operation of an exoskeleton
WO2022145913A1 (en) * 2020-12-30 2022-07-07 주식회사 헥사휴먼케어 Length-adjusting and fastening mechanism of robot arm for rehabilitation training
US11794345B2 (en) 2020-12-31 2023-10-24 Sarcos Corp. Unified robotic vehicle systems and methods of control
US11826907B1 (en) 2022-08-17 2023-11-28 Sarcos Corp. Robotic joint system with length adapter
US11717956B1 (en) 2022-08-29 2023-08-08 Sarcos Corp. Robotic joint system with integrated safety
US11897132B1 (en) 2022-11-17 2024-02-13 Sarcos Corp. Systems and methods for redundant network communication in a robot
US11924023B1 (en) 2022-11-17 2024-03-05 Sarcos Corp. Systems and methods for redundant network communication in a robot

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20130001409A (en) Variable length link, wareable robot with variable length link and control method thereof
EP2923804B1 (en) Joint assembly and walking assistance robot
KR102311666B1 (en) Multi link apparatus, lower-lomb exoskeleton robot using the same and methed for controlling the same
KR101693976B1 (en) Apparatus for assisting muscle strength
KR101517058B1 (en) Robot for assisting the muscular strength for hip joint and control method of the same
US20190175435A1 (en) Muscular strength assisting apparatus
KR101887539B1 (en) Power transmission apparatus having two belts
EP2762749A1 (en) Link actuating device
EP3437808A1 (en) Muscle-power support device
KR20120064410A (en) Exoskeleton apparatus for assistant physical strength
CN110063847A (en) Mobile carrier
EP3437809A1 (en) Muscle-power support device
KR101500200B1 (en) Load supporting apparatus of robot
CN111571566A (en) Wearable device for assisting muscle strength
KR101435565B1 (en) Wearable Robot and Control Method thereof
KR101287346B1 (en) Wearable robot to assist muscular strength
KR101496417B1 (en) Robot for assisting the muscular strength for knee joint and control method of the same
CN110315519A (en) Link mechanism
KR101712722B1 (en) Robot for assisting the muscular strength for wearing lower body
KR100854022B1 (en) Force assistive wearable robot for wearing human body
JP2019025580A (en) Motion support brace
KR102556920B1 (en) Motion assistance apparatus
KR102536390B1 (en) Knee Joint Assistive Robot, Control System and Control Method Thereof
KR101287349B1 (en) Wearable robot to assist muscular strength
WO2017068763A1 (en) Human body worn apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application