KR102002635B1 - 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치는, 상대 회전 가능하게 연결되는 제 1 링크체 및 제 2 링크체와; 상기 제 1 링크체와 제 2 링크체 사이에 개재되는 탄성 부재와; 상기 탄성 부재와 상기 제 1 링크체 사이에 연결되어 탄성 부재에 가해지는 하중을 측정하는 로드 셀과; 상기 탄성 부재와 상기 제 2 링크체 사이에 연결되어 상기 탄성 부재의 반력을 조절하는 액추에이터와; 상기 로드 셀의 측정 신호를 입력받고 사용자의 역감 설정에 따라 상기 액추에이터에 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하여 구성됨으로써, 사용자가 원하는 수준의 역감을 설정하여 보다 편안하게 움직일 수 있도록 하여 치료 효과 및 착용 성능을 높일 수 있다.
Description
본 발명은 의료용 보행 기구 등으로 이용되는 착용형 외골격 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 착용형 외골격 시스템은 의료용, 상업용, 군사용 용도로 개발되어 이용되고 있다.
의료용 외골격 장치는 착용자의 다리의 힘을 보조하거나 대신하도록 구성되어, 재활치료용으로 사용자의 운동성을 회복시키거나 착용자의 보행을 보조하기 위해 사용된다. 또 상업용 및 군사용 외골격 장치의 경우에는 부상 방지 및 사용자의 힘을 증강하는 데 이용되고 있다.
이러한 착용형 외골격 시스템은 대부분 무릎 등 관절 부분에 구동장치가 설치되어 관절을 구동하여 보행 및 보행 보조가 가능하도록 구성되어 있다.
그러나, 종래 기술의 착용형 외골격 시스템은 사용자가 원하는 수준의 역감을 조절할 수 있는 장치가 구성되어 있지 않기 때문에 보다 편안하고 우수한 외골격 시스템을 구현하는데 한계가 있는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 관절 부분에 반력을 제공하는 탄성 부재의 예압을 조절할 수 있도록 구성함으로써 사용자가 원하는 수준의 역감을 설정하여 보다 편안하게 움직일 수 있도록 하여 치료 효과 및 착용 성능을 높일 수 있는 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치 및 방법을 제공하는 데 목적이 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치는, 상대 회전 가능하게 연결되는 제 1 링크체 및 제 2 링크체와; 상기 제 1 링크체와 제 2 링크체 사이에 개재되는 탄성 부재와; 상기 탄성 부재와 상기 제 1 링크체 사이에 연결되어 탄성 부재에 가해지는 하중을 측정하는 로드 셀과; 상기 탄성 부재와 상기 제 2 링크체 사이에 연결되어 상기 탄성 부재의 반력을 조절하는 액추에이터와; 상기 로드 셀의 측정 신호를 입력받고 사용자의 역감 설정에 따라 상기 액추에이터에 제어 신호를 출력하는 제어부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치는 상기 제어부에 사용자가 원하는 수준의 역감을 입력하는 역감 설정부를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제 1 링크체 및 제 2 링크체는 ㄷ자형 단면 구조를 갖도록 구성될 수 있다.
상기 제 1 링크체 및 제 2 링크체의 연결 부분은 관절 움직임을 위한 관절구동장치가 구비될 수 있다.
상기 탄성 부재는 압축 코일 스프링인 것이 바람직하다.
상기 로드 셀은 상기 제 1 링크체 또는 탄성 부재와 상대 회전이 가능하도록 연결되는 것이 바람직하다.
상기 액추에이터는 상기 제 2 링크체에 상대 회전이 가능하도록 연결되는 것이 바람직하다.
상기 액추에이터는 상기 탄성 부재와 연결되는 부분의 변위를 직선으로 변화시키는 리니어 액추에이터로 구성되는 것이 바람직하다.
이때, 상기 리니어 액추에이터는 상기 제어부의 신호에 따라 작동되는 구동부와, 상기 구동부의 작동에 따라 변위가 가변되어 상기 탄성 부재의 반력을 조절하는 가변부를 포함하여 구성될 수 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 방법은, 상기 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치를 제어하는 방법으로서, 상기 역감 설정부를 통해 사용자가 원하는 수준의 역감인 목표 역감을 상기 제어부에 입력하는 제 1 단계와; 상기 제 1 단계 후에 상기 제어부에서 상기 목표 역감에 따라 기 설정된 역감 생성 알고리즘을 실행하여 상기 리니어 액추에이터를 구동하는 제 2 단계를 포함하여 구성된다.
그리고, 상기 제 2 단계 후에 상기 로드 셀의 측정 데이터를 기준으로 상기 제어부에서 사용자가 원하는 목표 역감인지를 판단하여 사용자가 원하는 목표 역감이 아닌 경우에 역감 생성 알고리즘을 보정하고, 상기 액추에이터에 출력하여 목표 역감을 추종하는 제 3 단계를 더 포함하여 구성되는 것이 바람직하다.
상기한 바와 같은 본 발명의 주요한 과제 해결 수단들은, 아래에서 설명될 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용', 또는 첨부된 '도면' 등의 예시를 통해 보다 구체적이고 명확하게 설명될 것이며, 이때 상기한 바와 같은 주요한 과제 해결 수단 외에도, 본 발명에 따른 다양한 과제 해결 수단들이 추가로 제시되어 설명될 것이다.
본 발명에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치 및 방법은, 외골격 관절 부분에 반력을 제공하는 탄성 부재의 예압을 조절할 수 있도록 구성되기 때문에 사용자가 원하는 수준의 역감을 설정하여 보다 편안하게 외골격의 작동이 가능하여 착용자의 치료 효과 및 착용 성능 등을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치가 도시된 주요부 상세도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치가 도시된 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 주요부 연결 구조를 보여주는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 주요부 연결 구조를 보여주는 다른 실시예의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 방법이 도시된 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치가 도시된 주요부 상세도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치가 도시된 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 주요부 연결 구조를 보여주는 구성도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 주요부 연결 구조를 보여주는 다른 실시예의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 방법이 도시된 순서도이다.
첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치가 도시된 도면들로서, 도 1은 전체 구성도, 도 2는 주요부 상세도, 도 3은 블록도, 도 4 및 도 5는 여러 실시예의 리니어 액추에이터 연결 구성도이다.
이들 도면을 참조하면, 메인 프레임(10)의 하부 양쪽에 인간의 다리 모양으로 두 개의 외골격부(20; 20A, 20B)가 구성된다.
각 외골격(20A)(20B)은 제 1 링크체(22), 제 2 링크체(24), 그리고 발 링크체(26)로 이루어지고, 이들은 관절 구조를 통해 서로 상대 회전 가능하게 연결된다.
또한, 제 1 링크체(22)와 제 2 링크체(24) 사이에는 제 1 링크체(22)에 대하여 제 2 링크체(24)를 회전시킬 수 있도록 관절구동장치(23)가 구성될 수 있다. 그리고 제 2 링크체(24)와 발 링크체(26) 사이에도 관절구동장치(25)가 구성될 수 있다.
여기서, 관절구동장치(23)(25)는 회전 구동이 가능한 액추에이터 즉, 회전 모터 등을 이용하여 제 2 링크체(24) 또는 발 링크체(26)를 제 1 링크체(22) 또는 제 2 링크체(24)에 대하여 상대 회전시킬 수 있도록 구성할 수 있다.
이와 같이 메인 프레임(10)과 두 개의 외골격부(20)로 이루어진 외골격 시스템은 인간의 신체에 착용하도록 구성될 수 있는 바, 인체 착용 구조는 공지의 착용 기술을 바탕으로 다양하게 구현할 수 있으므로 본 실시예에서는 이에 대한 설명은 생략하고 본 발명의 주요 구성 부분인 역감 추종 장치 및 방법을 중심으로 설명한다.
본 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치는, 상기 제 1 링크체(22) 및 제 2 링크체(24) 사이에 탄성 부재(30)가 개재되고, 탄성 부재(30)는 액추에이터(40)와 로드 셀(50)을 통해 제 1 링크체(22) 및 제 2 링크체(24)에 연결되며, 메인 프레임(10) 쪽에는 제어기(60) 및 역감 설정부(70)가 구성된다.
제 1 링크체(22) 및 제 2 링크체(24)는 단면이 ‘ㄷ’자 모양을 갖도록 형성되어 그 안쪽에 탄성 부재(30), 액추에이터(40), 로드 셀(50) 등이 위치될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
그리고, 탄성 부재(30)는 압축 코일 스프링으로 이루어지는 것이 바람직하다. 즉, 탄성 부재(30)는 제 1 링크체(22)와 제 2 링크체(24) 사이에서 제 2 링크체(24)가 펴지는 방향으로 탄성력을 제공하면서 제 2 링크체(24) 쪽에 하중이 가해질 때 완충 작용을 하면서 외골격이 보다 부드럽게 작동되도록 보조하게 된다.
이러한 탄성 부재(30)는 제 1 링크체(22) 및 제 2 링크체(24)에 바로 연결되지 않고, 로드 셀(50)과 액추에이터(40)를 통해서 제 1 링크체(22) 및 제 2 링크체(24)에 연결된다.
즉, 탄성 부재(30)의 상단부는 로드 셀(50)을 통해서 제 1 링크체(22)와 연결되고, 탄성 부재(30)의 하단부는 액추에이터(40)를 통해서 제 2 링크체(24)와 연결된다.
물론, 제 1 링크체(22)와 로드 셀(50), 그리고 제 2 링크체(24)와 액추에이터(40)는 상대 회전이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이와는 달리, 로드 셀(50)과 액추에이터(40)가 제 1 링크체(22) 및 제 2 링크체(24)에 각각 상대 회전 가능하게 연결되지 않고 고정된 상태에서 탄성 부재(30)가 연결되는 부분에 상대 움직임이 가능하도록 구성하는 것도 가능하다.
따라서, 탄성 부재(30), 로드 셀(50), 액추에이터(40)은 상대 움직임을 구속하지 않으면서 작동이 가능하도록 하는 구성이면, 실시 조건에 따라 연결 관계는 절적하게 설정하여 구성할 수 있다.
다음, 상기한 로드 셀(load cell)(50)은 보행시와 같이 외골격부(20)가 작동할 때 발생하여 가해지는 하중을 측정하여 제어기(60)에 전달할 수 있도록 구성된다.
이러한 로드 셀(50)은 상기 탄성 부재(30)를 통해 하중이 가해지면, 탄성 부재(30)와 연결된 부분이 변형되고, 이 변형량을 전기신호로 변환하여 제어기(60)에 입력될 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기한 액추에이터(40)는 제 2 링크체(24)에 상대 회전 가능하게 연결되어 탄성 부재(30)의 예압(preload) 또는 반력을 조절하도록 구성된다.
즉, 액추에이터(40)는 탄성 부재(30)와 연결된 부분을 당기거나 밀어서 탄성 부재(30)의 길이를 가변시킴으로써 외골격부(20)가 작동할 때 탄성 부재(30)의 반력을 조절하도록 구성되는 것이다.
이러한 액추에이터(40)는 탄성 부재(30)와 연결되는 부분의 변위를 변화시키도록 리니어 액추에이터로 구성될 수 있다.
리니어 액추에이터(linear actuator)는 직동(直動)운동을 구현하는 장치로서, 회전식의 교류 모터를 직선상으로 늘인 구조의 리니어 액추에이터, 또는 회전식 모터와 랙 앤 피니언 기구를 사용한 리니어 액추에이터, 전자석을 기계적 운동에 이용하는 솔레노이드 방식의 리니어 액추에이터 등을 이용하여 구성할 수 있다.
본 실시예의 리니어 액추에이터(40A)(40B)는, 도 4 및 도 5를 참조하면, 제 2 링크체(24)에 지지된 상태에서 제어기(60)의 신호에 따라 작동되는 구동부(42)와, 이 구동부(42)의 작동에 따라 위치가 가변되어 탄성 부재(30)의 반력을 조절하는 가변부(45)를 포함하여 구성될 수 있다.
도 4를 참조하면, 리니어 액추에이터(40A)는 구동부(42)인 리니어 모터(43)에 의해 직선 운동하는 가변부(45) 즉, 모터 축(46)이 탄성 부재(30)에 연결되어 탄성 부재(30)를 당기거나 밀어서 반력을 조절할 수 있도록 구성된다. 여기서 모터 축(46)과 탄성 부재(30)의 연결 부분은 상대 회전이 가능하도록 연결되는 것이 바람직하다.
이와는 달리, 도 5에 도시된 리니어 액추에이터(40B)는 구동부(42)인 회전 모터(44)가 회전함으로써 모터 축(44a)이 회전하고, 가변부(45)인 스프링 연결체(47)는 모터 축(44a)에 나사 결합되어 모터 축(44a)이 회전함에 따라 직선 이동하도록 구성된다.
여기서, 스프링 연결체(47)는 회전 운동을 하지 않도록 제 2 링크체(24)와 연결된 부재에 구속된 상태에서 직선 이동하도록 구성되는 것이 바람직하다.
이제, 상기와 같은 구성을 제어하기 위한 제어기(60)와 역감 설정부(70)에 대하여 설명한다.
제어기(60)는 로드 셀(50)의 측정 신호를 입력받고 역감 설정부(70)를 통해 입력되는 사용자의 역감 설정에 따라 액추에이터(40)의 구동부(42)에 제어 신호를 출력하도록 구성된다.
즉, 제어기(60)는 도 3에 도시된 바와 같이 역감 설정부(70) 및 로드 셀(50)로부터 신호를 입력받아, 입력 신호에 따른 목표 역감 생성 알고리즘을 생성하여, 액추에이터(40)에 출력하여 목표 역감을 추종할 수 있도록 구성되는 것이 바람직하다. 즉, 역감 생성 알고리즘은 상기 제어기(60)의 제어 신호에 따라 상기 리니어 액츄에이터(40A, 40B)의 구동부(42)와 가변부(45)를 통해 반력을 조절함을 의미한다.
이러한 제어기(60)는 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치의 모든 사항을 제어할 수 있도록 구성될 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이 메인 프레임(10)에 설치되어 구성될 수 있다.
다음, 역감 설정부(70)는 제어기(60)에 사용자가 원하는 수준의 역감을 입력하도록 구성될 수 있다.
이러한 역감 설정부(70)는 버튼식, 다이얼식, 터치식 등 실시 조건에 따라 다양한 입력 방식으로 구성할 수 있을 것이다.
본 실시예에서는 메인 프레임(10)에 설치된 구성을 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 유선 또는 무선의 리모컨 방식으로 구성하는 것도 가능하다.
이제, 도 6을 참조하여, 상기와 같은 본 발명의 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치를 이용한 역감 추종 방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 방법이 도시된 순서도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 방법은, 사용자가 원하는 수준의 역감을 설정하고, 상기 제어기(60)에서 사용자의 역감 설정에 따라 기 설정된 역감 생성 알고리즘을 실행하여 리니어 액추에이터를 구동한다.
즉, 사용자가 역감 설정부(70)를 조절하여 원하는 레벨의 역감(목표 역감)을 설정하게 되면, 이 역감 설정 레벨이 제어기(60)에 입력되고, 제어기(60)에서는 사용자가 설정한 목표 역감 설정에 따라 알고리즘을 실행하여 액추에이터(40)에 신호를 구동 신호를 출력한다. 이때 액추에이터(40)는 사용자가 조절한 역감 설정량에 따른 목표 역감에 따라 탄성 부재(30)의 반력이 구현되도록 탄성 부재(30)의 변위를 변화시킨다. 가령, 목표 역감보다 낮으면 상기 탄성 부재(30)의 변위를 증가시키고(반력을 증가시키고), 반대로 목표 역감보다 높으면 상기 탄성 부재(30)의 변위를 감소시킨다(반력을 감소시킨다).
다음, 상기와 같은 상태에서 외골격 시스템이 구동되면, 로드 셀(50)을 통해 입력되는 측정 데이터를 기준으로 제어기(60)에서 사용자가 원하는 목표 역감인지를 판단하여 사용자가 원하는 목표 역감이 아닌 경우에 역감 생성 알고리즘을 보정하여 다시 리니어 액추에이터를 구동하여 사용자가 원하는 수준의 목표 역감을 추종한다.
다음, 상기와 같은 상태에서 외골격 시스템이 구동되면, 로드 셀(50)을 통해 입력되는 측정 데이터를 기준으로 제어기(60)에서 사용자가 원하는 목표 역감인지를 판단하여 사용자가 원하는 목표 역감이 아닌 경우에 역감 생성 알고리즘을 보정하여 다시 리니어 액추에이터를 구동하여 사용자가 원하는 수준의 목표 역감을 추종한다.
삭제
즉, 외골격 시스템이 구동되면, 액추에이터(40) 및 탄성 부재(30)를 통해 로드 셀(50)에 하중이 가해지면, 로드 셀(50)을 통해서 실제 역감이 측정되어 제어기(60)에 입력된다. 제어기(60)에서는 실제 역감과 사용자가 원하는 목표 역감을 비교하여 차이가 있다면, 사용자가 원하는 수준의 목표 역감이 구현되도록 역감 생성 알고리즘을 보정하여 액추에이터(40)를 구동함으로써 목표 역감을 정확히 추종할 수 있게 된다. 가령, 상기 로드 셀(50)의 측정 신호를 입력받고 역감 설정부(70)에 의해 입력된 목표 역감과 비교하여 상기 로드 셀(50)의 측정 신호가 입력된 목표 역감보다 낮으면 탄성 부재(30)의 변위를 증가시키고(반력을 증가시키고), 로드 셀(50)의 측정신호가 입력된 목표 역감보다 높으면 상기 탄성 부재(30)의 변위를 감소시키고(반력을 감소시키는) 동작을 반복하여 최종적으로 상기 입력된 목표 역감에 도달하도록 한다.
상기한 본 발명의 실시예에서는 무릎 관절의 외골격 구조를 중심으로 설명하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 팔꿈치 등 다른 외골격 구조에도 동일 유사하게 구성하여 적용할 수 있음은 물론이다.
또한, 가상현실 기기의 착용형 시스템에도 적용 가능하며, 외골격 구조를 갖는 로봇 등에도 적용하여 구현할 수 있다.
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
10 : 메인 프레임 20, 20A, 20B : 외골격부
22 : 제 1 링크체 24 : 제 2 링크체
26 : 발 링크체 30 : 탄성 부재
40 : 액추에이터 42 : 구동부
45 : 가변부 50 : 로드 셀
60 : 제어기 70 : 역감 설정부
22 : 제 1 링크체 24 : 제 2 링크체
26 : 발 링크체 30 : 탄성 부재
40 : 액추에이터 42 : 구동부
45 : 가변부 50 : 로드 셀
60 : 제어기 70 : 역감 설정부
Claims (11)
- 상부 몸체의 메인 프레임과 상기 메인 프레임의 하부 양쪽에 인간의 다리 모양으로 구성된 두 개의 외골격부로 구성된 외골격 시스템에 있어서,
각 외골격부는, ㄷ자형 단면 구조를 갖는 제 1 링크체 및 제 2 링크체와, 사용자의 발을 지지하는 발 링크체로 구성되고,
상기 메인 프레임과 연결되는 제1 링크체와 상기 발 링크체와 연결되는 제2 링크체의 사이에 형성되어 상기 제2 링크체를 상기 제1 링크체에 대하여 상대 회전시킬 수 있는 제1 관절구동장치와; 상기 제2 링크체와 상기 발 링크체의 사이에 형성되어 상기 발 링크체를 상기 제2 링크체에 상대 회전시킬 수 있는 제2 관절구동장치와; 상기 제 1 링크체와 제 2 링크체 사이에 개재되는 탄성 부재와; 상기 탄성 부재와 상기 제 1 링크체 사이에 연결되어 상기 탄성 부재에 가해지는 하중을 측정하는 로드 셀과; 상기 탄성 부재와 상기 제 2 링크체 사이에 연결되어 상기 탄성 부재와 연결되는 부분의 변위를 직선으로 변화시켜 상기 탄성 부재의 반력을 조절하는 리니어 액추에이터;를 포함하고,
상기 메인 프레임은, 사용자가 원하는 수준의 목표 역감을 입력하는 역감 설정부와; 상기 로드 셀의 측정 신호를 입력받고 상기 역감 설정부에 의해 입력된 목표 역감과 비교하여 상기 로드 셀의 측정 신호가 입력된 목표 역감보다 낮으면 상기 탄성 부재의 반력을 증가시키고 상기 로드셀의 측정신호가 입력된 목표 역감보다 높으면 상기 탄성 부재의 반력을 감소시키는 동작을 반복하는 보정을 통해 최종적으로 상기 목표 역감에 도달하도록 상기 리니어 액추에이터에 제어 신호를 출력하는 제어부;를 포함하고,
상기 리니어 액추에이터는, 상기 제어부의 신호에 따라 작동되는 리니어 모터에 의해 직선 운동하는 모터 축이 상기 탄성 부재에 연결되어 상기 탄성 부재를 당기거나 밀어서 반력을 조절하는 것을 특징으로 하는 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치. - 상부 몸체의 메인 프레임과 상기 메인 프레임의 하부 양쪽에 인간의 다리 모양으로 구성된 두 개의 외골격부로 구성된 외골격 시스템에 있어서,
각 외골격부는, ㄷ자형 단면 구조를 갖는 제 1 링크체 및 제 2 링크체와, 사용자의 발을 지지하는 발 링크체로 구성되고,
상기 메인 프레임과 연결되는 제1 링크체와 상기 발 링크체와 연결되는 제2 링크체의 사이에 형성되어 상기 제2 링크체를 상기 제1 링크체에 대하여 상대 회전시킬 수 있는 제1 관절구동장치와; 상기 제2 링크체와 상기 발 링크체의 사이에 형성되어 상기 발 링크체를 상기 제2 링크체에 상대 회전시킬 수 있는 제2 관절구동장치와; 상기 제 1 링크체와 제 2 링크체 사이에 개재되는 탄성 부재와; 상기 탄성 부재와 상기 제 1 링크체 사이에 연결되어 상기 탄성 부재에 가해지는 하중을 측정하는 로드 셀과; 상기 탄성 부재와 상기 제 2 링크체 사이에 연결되어 상기 탄성 부재와 연결되는 부분의 변위를 직선으로 변화시켜 상기 탄성 부재의 반력을 조절하는 리니어 액추에이터;를 포함하고,
상기 메인 프레임은, 사용자가 원하는 수준의 목표 역감을 입력하는 역감 설정부와; 상기 로드 셀의 측정 신호를 입력받고 상기 역감 설정부에 의해 입력된 목표 역감과 비교하여 상기 로드 셀의 측정 신호가 입력된 목표 역감보다 낮으면 상기 탄성 부재의 반력을 증가시키고 상기 로드셀의 측정신호가 입력된 목표 역감보다 높으면 상기 탄성 부재의 반력을 감소시키는 동작을 반복하는 보정을 통해 최종적으로 상기 입력된 목표 역감에 도달하도록 상기 리니어 액추에이터에 제어 신호를 출력하는 제어부;를 포함하고,
상기 리니어 액추에이터는, 상기 제어부의 신호에 따라 작동되는 회전모터가 회전함으로써 모터 축이 회전하고 상기 탄성부재에 연결되어 상기 탄성 부재를 당기거나 밀어서 반력을 조절하는 스프링 연결체가 상기 모터 축에 나사 결합되어 상기 모터 축이 회전함에 따라 직선 이동하는 것을 특징으로 하는 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 탄성 부재는 압축 코일 스프링인 것을 특징으로 하는 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치. - 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 로드 셀은 상기 제 1 링크체 또는 상기 탄성 부재와 상대 회전이 가능하도록 연결된 것을 특징으로 하는 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 모터 축과 상기 탄성 부재의 연결 부분은 상대 회전이 가능하도록 연결된 것을 특징으로 하는 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치. - 삭제
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Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020180017783A KR102002635B1 (ko) | 2018-02-13 | 2018-02-13 | 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치 및 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020180017783A KR102002635B1 (ko) | 2018-02-13 | 2018-02-13 | 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치 및 방법 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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KR102002635B1 true KR102002635B1 (ko) | 2019-10-01 |
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ID=68207814
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020180017783A KR102002635B1 (ko) | 2018-02-13 | 2018-02-13 | 착용형 외골격 시스템의 역감 추종 장치 및 방법 |
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KR (1) | KR102002635B1 (ko) |
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2018
- 2018-02-13 KR KR1020180017783A patent/KR102002635B1/ko active
Patent Citations (6)
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