KR102190378B1 - Integrated testing apparatus for a self balancing robot - Google Patents

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곽관웅
최이주
박종혁
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세종대학교산학협력단
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Abstract

본 발명은, 지면에 안착 배치되는 고정 플랫폼(5)과, 상기 고정 플렛폼(5)에 이격되어 상대 운동 가능하게 배치되는 운동 플랫폼(4)과, 일단은 상기 고정 플랫폼(5)에 그리고 타단은 상기 운동 플랫폼(4) 측에 상대 운동 가능하게 연결되고 길이를 따라 신장 수축 가능한 복수 개의 플랫폼 액츄에이터(6)와, 상기 운동 플랫폼(4)과 상기 플랫폼 액츄에이터(6)를 연결하는 플랫폼 조인트(8)와, 상기 플랫폼 액츄에이터(6)에 신장 수축 구동력을 제공하는 플랫폼 액츄에이터 모터(7)와, 상기 운동 플랫폼(4)의 일면 상에 고정 장착되는 픽싱 플레이트(9a)와, 상기 픽싱 플레이트(9a)에 일축 회동 가능하게 장착되는 무빙 플레이트부(9b)와, 적어도 상기 무빙 플레이트부(9b)의 축회동 틸팅각(θa)을 감지하는 플레이트 감지부(9c)를 포함하는 모션 시뮬레이터(10)와, 적어도 상기 무빙 플레이트부(9b)의 축회동 틸팅각(θa)을 검출하여 저장하는 제어 모듈(20)과, 자가 균형 탑승 로봇(30)에 탑재되고 상기 제어 모듈(20)로부터 적어도 상기 축회동 틸팅각(θa)을 입력받는 자가 균형 테스트 로봇(100)를 포함하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1)를 제공한다. The present invention includes a fixed platform 5 seated and disposed on the ground, an exercise platform 4 spaced apart from the fixed platform 5 and disposed to enable relative movement, one end to the fixed platform 5 and the other end A plurality of platform actuators (6) that are connected to the movement platform (4) for relative movement and can be extended and contracted along their length, and a platform joint (8) connecting the movement platform (4) and the platform actuator (6) And, a platform actuator motor 7 providing an extension and contraction driving force to the platform actuator 6, a fixing plate 9a fixedly mounted on one surface of the movement platform 4, and the fixing plate 9a. A motion simulator 10 comprising a moving plate part 9b mounted to be uniaxially rotatable, and a plate sensing part 9c for sensing at least an axial rotation tilting angle θa of the moving plate part 9b, and at least A control module 20 that detects and stores an axis rotation tilt angle θa of the moving plate portion 9b, and a self-balancing boarding robot 30 mounted on at least the axis rotation tilt angle from the control module 20 It provides a self-balancing boarding robot integrated test apparatus 1 including a self-balancing test robot 100 receiving an input (θa).

Description

자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치{INTEGRATED TESTING APPARATUS FOR A SELF BALANCING ROBOT}Self-balancing boarding robot integrated test device {INTEGRATED TESTING APPARATUS FOR A SELF BALANCING ROBOT}

본 발명은, 자가 균형 탑승로봇의 거동을 재현하기 위한 모션시뮬레이터를 포함하는 테스트 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a test apparatus including a motion simulator for reproducing the behavior of a self-balancing boarding robot.

최근, 전기모터를 이용하는 세그웨이와 같은 자가 균형 차량의 보급이 확산되고 있다. 자가 균형 차량은 전기 에너지를 이용하므로 친환경적이고, 조작이 간단하여 단거리를 이용하는데 편리하게 이용될 수 있다.In recent years, the spread of self-balancing vehicles such as Segways using electric motors is spreading. Since the self-balancing vehicle uses electric energy, it is eco-friendly and can be conveniently used for short distances due to its simple operation.

잘 알려진 것과 같이, 세그웨이는 운전자의 자세 변화에 따라 전후, 좌우로 자유롭게 이동할 수 있는 1인용 이동수단이다. 세그웨이는 다른 이동수단과 달리 별도의 가속장치와 정지장치가 없고, 운전자의 무게중심 이동에 따라 전진, 후진할 수 있고, 운전자가 지면과 수직인 상태를 유지하면 정지하게 된다.As is well known, the segway is a single-person vehicle that can freely move back and forth, left and right according to the driver's posture change. Unlike other means of movement, the Segway does not have a separate accelerator and stop device, and can move forward and backward according to the driver's movement of the center of gravity, and it stops when the driver maintains a state perpendicular to the ground.

자가 균형 차량은 그 형태에 따라 여로 종류로 구분될 수 있다. 예를 들어, 자가 균형 차량은 휠의 개수에 따라 구분될 수도 있고, 회전 조작을 위한 핸들바의 유무에 따라 구분될 수도 있다.Self-balancing vehicles can be classified into journey types according to their shape. For example, the self-balancing vehicle may be classified according to the number of wheels, or may be classified according to the presence or absence of a handlebar for rotating operation.

하지만, 이와 같은 자가 균형 차량, 즉 자가 균형 탑승 로봇의 수요 증대로 인하여 이에 수반되는 안전 사고의 발생율이 급속도로 증가하고 있다. However, due to an increase in demand for such a self-balancing vehicle, that is, a self-balancing boarding robot, the incidence of safety accidents is rapidly increasing.

이를 위하여 학계 및 산업계에서는 자가 균형 탑승 로봇의 안전 사고 발생을 방지 내지 최소화하기 위한 각종 연구 및 테스트 방법과 아울러 테스트 장치들이 다양하게 연구 개발되고 있다. To this end, in academia and industry, various research and test methods as well as test devices for preventing or minimizing the occurrence of safety accidents of self-balancing boarding robots are being researched and developed in various ways.

근래 업계에서 사용되는 소위 PM(Personal mobility), 즉 자가 균형 탑승 로봇의 전동 동력계 시험는 제품의 최고속도 측정 및 가속성능 측정 등 제품의 주행능력만을 다루고 있지만, 이러한 종래의 테스트 장치는 시험 대상으로 전기스쿠터와 전기자전거만을 포함하고 있기 때문에 자가균형 탑승로봇의 안전성 평가는 불가능하다.Recently, the so-called PM (Personal Mobility), that is, the electric dynamometer test of a self-balancing boarding robot, used in the industry deals only with the driving capability of the product, such as measuring the maximum speed of the product and measuring the acceleration performance, but such a conventional test device is an electric scooter. It is impossible to evaluate the safety of the self-balancing boarding robot because it includes only the and electric bicycles.

또한, 해외의 경우 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 독일 사고보험조사협회는 지난 2009년부터 세그웨이-보행자 충돌 및 세그웨이-차량 충돌 등의 활발한 연구를 진행해 왔고, 시험장비 또한 갖추고 있지만, 독일이 보유한 시험장비는 제품의 전원이 꺼진 채 고정된 세그웨이를 뒤에서 밀어주는 방식으로 사고를 재현하기 때문에 현실성이 떨어질 뿐만 아니라, 세그웨이 자체 안정성 보다는 충돌이 이미 일어난 후의 인간의 상해에 초점이 맞춰져 있다는 단점이 노출되었다. In addition, in the case of overseas, as shown in Figs. 1 and 2, the German Accident Insurance Investigation Association has been conducting active research on Segway-Pedestrian collision and Segway-vehicle collision since 2009. The test equipment possessed is not only less realistic because it reproduces the accident by pushing the fixed Segway from behind while the product is turned off, but also exposes the disadvantage that it focuses on human injury after the collision has already occurred rather than the stability of the Segway itself. Became.

종래의 테스트 장치의 경우 자가 균형 탑승 로봇의 갑작스런 동작에 따른 탑승자의 의도치 않은 탑승자의 자세 반사로 인한 움직임이 자가 균형 탑승 로봇에 어떠한 영향을 미치는지에 대한 정확한 평가가 불가능하였다. 즉, 종래의 평가 장치는 자가 균형 탑승 로봇에 대한 탑승자의 자세 반사에 의한 동적 안정성 평가가 어렵다는 문제점이 있었다. In the case of the conventional test apparatus, it was impossible to accurately evaluate how the movement caused by the passenger's unintentional reflection of the occupant's posture due to the sudden movement of the self-balancing boarding robot affects the self-balancing boarding robot. That is, the conventional evaluation apparatus has a problem in that it is difficult to evaluate dynamic stability by reflecting the attitude of the occupant to the self-balancing boarding robot.

이에, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하도록, 탑승자의 자세 반사의 유무 경우를 모두 포함하는 테스트를 실행할 수 있는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. Accordingly, an object of the present invention is to provide a self-balancing boarding robot integrated test apparatus capable of performing a test including all cases of the occupant's posture reflection in order to solve the above problems.

본 발명은, 자가균형 탑승로봇의 거동을 재현하기 위한 모션시뮬레이터의 제안 및 자세반사에 의한 위험을 평가하기 위한 시험 방법 및 장치를 제공하는 것을 특징으로 한다. The present invention is characterized by providing a motion simulator for reproducing the behavior of a self-balancing boarding robot and a test method and apparatus for evaluating the risk caused by posture reflection.

즉, 본 발명은, 지면에 안착 배치되는 고정 플랫폼(5)과, 상기 고정 플렛폼(5)에 이격되어 상대 운동 가능하게 배치되는 운동 플랫폼(4)과, 일단은 상기 고정 플랫폼(5)에 그리고 타단은 상기 운동 플랫폼(4) 측에 상대 운동 가능하게 연결되고 길이를 따라 신장 수축 가능한 복수 개의 플랫폼 액츄에이터(6)와, 상기 운동 플랫폼(4)과 상기 플랫폼 액츄에이터(6)를 연결하는 플랫폼 조인트(8)와, 상기 플랫폼 액츄에이터(6)에 신장 수축 구동력을 제공하는 플랫폼 액츄에이터 모터(7)와, 상기 운동 플랫폼(4)의 일면 상에 고정 장착되는 픽싱 플레이트(9a)와, 상기 픽싱 플레이트(9a)에 일축 회동 가능하게 장착되는 무빙 플레이트부(9b)와, 적어도 상기 무빙 플레이트부(9b)의 축회동 틸팅각(θa)을 감지하는 플레이트 감지부(9c)를 포함하는 모션 시뮬레이터(10)와, 적어도 상기 무빙 플레이트부(9b)의 축회동 틸팅각(θa)을 검출하여 저장하는 제어 모듈(20)과, 자가 균형 탑승 로봇(30)에 탑재되고 상기 제어 모듈(20)로부터 적어도 상기 축회동 틸팅각(θa)을 입력받는 자가 균형 테스트 로봇(100)를 포함하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1)를 제공한다. That is, the present invention, the fixed platform 5 that is seated and disposed on the ground, the movement platform 4 that is spaced apart from the fixed platform 5 and disposed to enable relative movement, and one end on the fixed platform 5 and The other end is a plurality of platform actuators (6) that are connected to the movement platform (4) to enable relative movement and expand and contract along a length, and a platform joint that connects the movement platform (4) and the platform actuator (6). 8), a platform actuator motor 7 providing an extension and contraction driving force to the platform actuator 6, a fixing plate 9a fixedly mounted on one surface of the movement platform 4, and the fixing plate 9a ), and a motion simulator 10 including a moving plate part 9b mounted to be uniaxially rotatable, and a plate detection part 9c for sensing at least an axial rotation and tilting angle θa of the moving plate part 9b , At least the control module 20 for detecting and storing the axial rotation and tilting angle θa of the moving plate part 9b, and the self-balancing boarding robot 30, and at least the axial rotation from the control module 20 It provides a self-balancing boarding robot integrated test apparatus 1 including a self-balancing test robot 100 receiving the tilt angle (θa).

상기 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치에 있어서, 상기 무빙 플레이트부(9b)는: 상기 픽싱 플레이트(9a)에 고정 장착되는 무빙 플레이트 샤프트 홀더(91b)와, 상기 무빙 플레이트 축 홀더(91c)에 회동 가능하게 배치되는 무빙 플레이트 샤프트(93b)와, 상기 무빙 플레이트 샤프트(93b)에 연결되어 상기 픽싱 플레이트(9a)에 축 회동 가능하게 배치되는 무빙 플레이트(95b)와, 일단이 상기 무빙 플레이트(95b)의 일면 상에 위치 고정되어 배치되는 무빙 플레이트 바(97b)를 포함할 수도 있다. In the self-balancing boarding robot integrated test apparatus, the moving plate portion 9b includes: a moving plate shaft holder 91b fixedly mounted to the fixing plate 9a, and the moving plate shaft holder 91c can be rotated. A moving plate shaft 93b disposed in such a manner that the moving plate 95b is connected to the moving plate shaft 93b so as to be axially rotatably disposed on the fixing plate 9a, and one end of the moving plate 95b It may include a moving plate bar 97b positioned and disposed on one side.

상기 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치에 있어서, 상기 플레이트 감지부(9c)는: 상기 무빙 플레이트 샤프트(93b)의 축 회동 각도를 감지하는 무빙 플레이트 앵글 감지부(91c)를 포함할 수도 있다. In the self-balancing boarding robot integrated test apparatus, the plate detection unit 9c may include: a moving plate angle detection unit 91c that detects an axial rotation angle of the moving plate shaft 93b.

상기 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치에 있어서, 상기 플레이트 감지부(9c)는: 상기 무빙 플레이트(95b)의 일면 상에 배치되어 테스트 탑승자에 의하여 가압되는 힘을 감지하는 무빙 플레이트 포스 감지부(93c, 도 11 참조)를 포함할 수도 있다. In the self-balancing boarding robot integrated test apparatus, the plate detection unit 9c comprises: a moving plate force detection unit 93c disposed on one surface of the moving plate 95b to detect a force pressed by a test occupant. 11) may be included.

상기 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치에 있어서, 상기 무빙 플레이트 포스 감지부(93c)는: 상기 무빙 플레이트(95b)의 배치되는 포스 로워 플레이트(931c)와, 상기 로워 플레이트(931c)와 이격 배치되는 포스 어퍼 플레이트(933c)와, 상기 포스 로워 플레이트(931c)와 상기 포스 어퍼 플레이트(933c)의 사이에 접촉 배치되는 포스 로드셀(935c)를 포함할 수도 있다. In the self-balancing boarding robot integrated test apparatus, the moving plate force detection unit 93c includes: a force lower plate 931c disposed of the moving plate 95b, and a force disposed spaced apart from the lower plate 931c It may include an upper plate 933c, and a force load cell 935c disposed in contact between the force lower plate 931c and the force upper plate 933c.

상기 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치에 있어서, 상기 플레이트 감지부(9c)는: 상기 무빙 플레이트(95b)의 일면 상에 배치되어 상기 무빙 플레이트(95b)의 가속도를 포함하는 관성 정보를 감지하는 무빙 플레이트 관성 감지부(95c)를 포함할 수도 있다. In the self-balancing boarding robot integrated test apparatus, the plate detection unit 9c is: a moving plate disposed on one surface of the moving plate 95b to detect inertial information including acceleration of the moving plate 95b It may also include an inertial sensing unit 95c.

상기 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치에 있어서, 상기 무빙 플레이트부(9b)는: 상기 픽싱 플레이트(9a)에 고정 장착되는 무빙 플레이트 샤프트 홀더(91b)와, 상기 무빙 플레이트 축 홀더(91c)에 회동 가능하게 배치되는 무빙 플레이트 샤프트(93b)와, 상기 무빙 플레이트 샤프트(93b)에 연결되어 상기 픽싱 플레이트(9a)에 축 회동 가능하게 배치되는 무빙 플레이트(95b)와, 일단이 상기 무빙 플레이트(95b)의 일면 상에 위치 고정되어 배치되는 무빙 플레이트 바(97b)와, 상기 무빙 플레이트 샤프트(93b)와 연결되는 무빙 플레이트 샤프트 구동부(99b)를 포함할 수도 있다. In the self-balancing boarding robot integrated test apparatus, the moving plate portion 9b includes: a moving plate shaft holder 91b fixedly mounted to the fixing plate 9a, and the moving plate shaft holder 91c can be rotated. A moving plate shaft 93b disposed in such a manner that the moving plate 95b is connected to the moving plate shaft 93b so as to be axially rotatably disposed on the fixing plate 9a, and one end of the moving plate 95b It may include a moving plate bar 97b positioned and disposed on one surface, and a moving plate shaft driving part 99b connected to the moving plate shaft 93b.

상기 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치에 있어서, 상기 무빙 플레이트(95b)는 두 개가 구비되고, 상기 무빙 플레이트 샤프트 구동부(99b)는 두 개가 구비될 수도 있다. In the self-balancing boarding robot integrated test apparatus, two moving plates 95b may be provided, and two moving plate shaft driving parts 99b may be provided.

상기 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치에 있어서, 상기 제어 모듈(20)은: 사전 설정된 노면 프로파일을 제공하도록 상기 플랫폼 액츄에이터 모터(7)에 시뮬레이터 구동 제어 신호를 인가하고, 적어도 상기 축회동 틸팅각(θa)을 수신하는 제어 모듈 제어부(21)와, 적어도 상기 축회동 틸팅각(θa)을 저장하는 제어 모듈 저장부(23)를 포함할 수도 있다. In the self-balancing boarding robot integrated test apparatus, the control module 20: applies a simulator drive control signal to the platform actuator motor 7 to provide a preset road surface profile, and at least the axis rotation tilt angle θa ), and a control module storage unit 23 that stores at least the axial rotation and tilting angle θa.

상기 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치에 있어서, 상기 무빙 플레이트부(9b)는: 상기 픽싱 플레이트(9a)에 고정 장착되는 무빙 플레이트 샤프트 홀더(91b)와, 상기 무빙 플레이트 축 홀더(91c)에 회동 가능하게 배치되는 무빙 플레이트 샤프트(93b)와, 상기 무빙 플레이트 샤프트(93b)에 연결되어 상기 픽싱 플레이트(9a)에 축 회동 가능하게 배치되는 무빙 플레이트(95b)와, 일단이 상기 무빙 플레이트(95b)의 일면 상에 위치 고정되어 배치되는 무빙 플레이트 바(97b)를 포함하고, 상기 플레이트 감지부(9c)는: 상기 무빙 플레이트 샤프트(93b)의 축 회동 각도를 감지하는 무빙 플레이트 앵글 감지부(91c)와, 상기 무빙 플레이트(95b)의 일면 상에 배치되어 테스트 탑승자에 의하여 가압되는 힘을 감지하는 무빙 플레이트 포스 감지부(93c)를 포함하고, 상기 무빙 플레이트 포스 감지부(93c)는: 상기 무빙 플레이트(95b)의 배치되는 포스 로워 플레이트(931c)와, 상기 로워 플레이트(931c)와 이격 배치되는 포스 어퍼 플레이트(933c)와, 상기 포스 로워 플레이트(931c)와 상기 포스 어퍼 플레이트(933c)의 사이에 접촉 배치되는 포스 로드셀(935c)를 포함하고, 상기 제어 모듈(20)은 상기 포스 로드셀(935c)로부터 감지 입력되는 무빙 플레이트 포스 감지 신호를 이용하여 COP(Center of Pressure)로부터 테스트 탑승자로 유발되는 탑승자 외란 모멘트를 산출 이용하여 상기 자가 균형 테스트 로봇(100)의 가동 웨이트의 위치 조정을 실행할 수도 있다. In the self-balancing boarding robot integrated test apparatus, the moving plate portion 9b includes: a moving plate shaft holder 91b fixedly mounted to the fixing plate 9a, and the moving plate shaft holder 91c can be rotated. A moving plate shaft 93b disposed in such a manner that the moving plate 95b is connected to the moving plate shaft 93b so as to be axially rotatably disposed on the fixing plate 9a, and one end of the moving plate 95b It includes a moving plate bar 97b positioned and disposed on one surface, and the plate detection unit 9c includes: a moving plate angle detection unit 91c that detects an axial rotation angle of the moving plate shaft 93b; , A moving plate force sensing unit 93c disposed on one surface of the moving plate 95b to sense a force pressed by a test occupant, and the moving plate force sensing unit 93c comprises: the moving plate ( Contact between the force lower plate 931c disposed of 95b), the force upper plate 933c disposed spaced apart from the lower plate 931c, and the force lower plate 931c and the force upper plate 933c Including a force load cell (935c) to be disposed, the control module 20 is a passenger disturbance caused by a test occupant from the center of pressure (COP) using a moving plate force detection signal sensed and input from the force load cell (935c) It is also possible to adjust the position of the movable weight of the self-balancing test robot 100 by calculating the moment.

상기 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치에 있어서, 상기 제어 모듈 제어부(21)는: 상기 플랫폼 액츄에이터 모터(7)의 구동을 제어하여 노면 시뮬레이션 프로파일을 제공하는 플랫폼 프로파일 제공 모듈(211)과, 상기 무빙 플레이트(95b)의 평형 상태를 유지하기 위한 무빙 플레이트 평형 제어 모듈(213)과, 상기 플랫폼 프로파일 제공 모듈(211)과 무빙 플레이트 평형 제어 모듈(213)을 통하여 상기 무빙 플레이트의 좌표 정보로부터 상기 플랫폼 액츄에이터의 길이를 산출하는 역기구학 과정을 실행하는 역기구학 모듈(215)과, 상기 플랫폼 액츄에이터의 길이를 제어하도록 상기 플랫폼 액츄에이터 모터(7)의 구동을 제어하는 플랫폼 액츄에이터 제어 모듈(211)을 포함할 수도 있다. In the self-balancing boarding robot integrated test apparatus, the control module controller 21 includes: a platform profile providing module 211 that controls driving of the platform actuator motor 7 to provide a road surface simulation profile, and the moving plate From the coordinate information of the moving plate through the moving plate balance control module 213 for maintaining the equilibrium state of (95b), the platform profile providing module 211 and the moving plate balance control module 213, the platform actuator is It may also include an inverse kinematics module 215 for executing an inverse kinematics process for calculating a length, and a platform actuator control module 211 for controlling driving of the platform actuator motor 7 to control the length of the platform actuator. .

상기 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치에 있어서, 상기 자가 균형 테스트 로봇(100)은: 자가 균형 탑승 로봇(30)의 발판 일면 상에 수직 장착되는 가동 웨이트 샤프트(11)와, 상기 가동 웨이트 샤프트(31)의 길이를 따라 배치 가능한 가동 웨이트(120)와, 상기 가동 웨이트 샤프트(110s)의 일단에 회동력을 제공하는 가동 웨이트 구동부(130)와, 상기 가동 웨이트(120)의 움직임에 따른 상기 자가 균형 탑승 로봇의 모멘트 변화를 측정하기 위해 상기 가동 웨이트 샤프트(110s)에 배치되는 모멘트 측정센서(140)를 포함할 수도 있다. In the self-balancing boarding robot integrated test apparatus, the self-balancing test robot 100 includes: a movable weight shaft 11 vertically mounted on one surface of the footrest of the self-balancing boarding robot 30, and the movable weight shaft 31 A movable weight 120 that can be arranged along the length of ), a movable weight driving unit 130 that provides a rotational force to one end of the movable weight shaft 110s, and the self-balancing according to the movement of the movable weight 120 It may include a moment measurement sensor 140 disposed on the movable weight shaft 110s to measure a change in the moment of the boarding robot.

상기 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치에 있어서, 자가 균형 로봇(30)의 발판에 안착될 수 있는 레그부가 마련된 베이스 프레임(110); 상기 레그부를 통해 상기 자가 균형 차량의 발판에 편심된 하중을 가할 수 있도록 상기 베이스 프레임에 가동적으로 지지되는 가동 웨이트(120); 상기 베이스 프레임에 배치되어 상기 가동 웨이트를 상기 베이스 프레임에 대해 움직이는 가동 웨이트 구동부(130); 및 상기 가동 웨이트의 움직임에 따른 상기 자가 균형 차량의 모멘트 변화를 측정하기 위해 상기 베이스 프레임에 배치되는 모멘트 측정센서(140);를 포함할 수도 있다. In the self-balancing boarding robot integrated test apparatus, the base frame 110 provided with a leg portion that can be seated on the footrest of the self-balancing robot (30); A movable weight 120 movably supported on the base frame to apply an eccentric load to the footrest of the self-balancing vehicle through the leg portion; A movable weight driving unit 130 disposed on the base frame to move the movable weight relative to the base frame; And a moment measurement sensor 140 disposed on the base frame to measure a change in a moment of the self-balancing vehicle according to the movement of the movable weight.

본 발명은 다음과 같은 효과를 수반한다. The present invention involves the following effects.

첫번째, 본 발명의 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치는 탑승자의 자세 반사의 유무를 반영하는 보다 정확한 테스트를 통하여 자가 균형 탑승 로봇의 안전성 정밀 테스트 구현이 가능하다. First, the self-balancing boarding robot integrated test apparatus of the present invention enables a precise safety test of the self-balancing boarding robot through a more accurate test that reflects the presence or absence of the occupant's posture reflection.

두번째, 본 발명은 자가 균형 테스트 로봇을 통하여 모션 시뮬레이터 상에서의 탑승자 구동 프로파일을 통한 테스트 구현이 가능하여 반복적 동작 테스트 하에서도 안전 사고 발생 가능성을 완전하게 차단할 수도 있다. Second, in the present invention, it is possible to implement a test through an occupant driving profile on a motion simulator through a self-balancing test robot, so that the possibility of a safety accident may be completely blocked even under repetitive motion tests.

도 1 및 도 2는 산업계 및 독일사고보험조사 협회에서의 테스트 상태를 도시하는 선도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 모션 시뮬레이터의 개략적인 부분 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 모션 시뮬레이터의 플레이트부의 개략적인 부분 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 모션 시뮬레이터의 개략적인 부분 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 모션 시뮬레이터의 개략적인 부분 사시도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 모션 시뮬레이터의 플레이트부의 변형예의 개략적인 부분 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 제어 모듈의 개략적인 작동 과정의 흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 제어 모듈의 블록선도이다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 플레이트 감지부의 무빙 플레이트 포스 감지부의 개략적인 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 자가 균형 탑승 로봇에 탑재된 자가 균형 테스트 로봇의 개략적인 상태도이다.
도 13은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 자가 균형 테스트 로봇의 변형예의 개략적인 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 자가 균형 탑승 로봇에 탑재된 자가 균형 테스트 로봇의 개략적인 사시도이다.
도 15는 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 탑승자의 자가 균형 탑승 로봇에 탑승한 상태와 모션 시뮬레이터에 탑승한 탑승한 상태의 개략적인 비교도이다.
도 16 및 도 17은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 무빙 플레이트부의 개략적인 변형예의 구성도이다.
도 18은 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치의 모션 시뮬레이터와 모션 시뮬레이터로부터 취득한 탑승자 구동 프로파일이 탑재된 자가 균형 테스트 로봇이 탑재된 자가 균형 탑승 로봇의 기구적 관계를 나타내는 선도이다. 1 and 2 are diagrams showing test conditions in the industry and the German accident insurance research association.
3 is a schematic diagram of a self-balancing boarding robot integrated test apparatus according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic partial perspective view of a motion simulator of a self-balancing boarding robot integrated test apparatus according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic partial perspective view of a plate portion of a motion simulator of a self-balancing boarding robot integrated test apparatus according to an embodiment of the present invention.
6 is a schematic partial perspective view of a motion simulator of a self-balancing boarding robot integrated test apparatus according to an embodiment of the present invention.
7 is a schematic partial perspective view of a motion simulator of a self-balancing boarding robot integrated test apparatus according to an embodiment of the present invention.
8 is a schematic partial perspective view of a modified example of a plate portion of a motion simulator of a self-balancing boarding robot integrated test apparatus according to an embodiment of the present invention.
9 is a flowchart of a schematic operation process of a control module of an integrated test apparatus for a self-balancing boarding robot according to an embodiment of the present invention.
10 is a block diagram of a control module of a self-balancing boarding robot integrated test apparatus according to an embodiment of the present invention.
11 is a schematic exploded perspective view of a moving plate force detection unit of a plate detection unit of a self-balancing boarding robot integrated test apparatus according to an embodiment of the present invention.
12 is a schematic state diagram of a self-balancing test robot mounted on a self-balancing boarding robot of an integrated test apparatus for a self-balancing boarding robot according to an embodiment of the present invention.
13 is a schematic perspective view of a modified example of the self-balancing test robot of the self-balancing boarding robot integrated test apparatus according to an embodiment of the present invention.
14 is a schematic perspective view of a self-balancing test robot mounted on a self-balancing boarding robot of an integrated test apparatus for a self-balancing boarding robot according to an embodiment of the present invention.
15 is a schematic comparison diagram of a state in which an occupant is boarded in a self-balancing boarding robot and boarded in a motion simulator in the integrated self-balancing boarding robot test apparatus according to an embodiment of the present invention.
16 and 17 are schematic diagrams of a modified example of a moving plate portion of an integrated test apparatus for a self-balancing boarding robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a diagram showing the mechanical relationship between a motion simulator of a self-balancing boarding robot integrated test apparatus according to an embodiment of the present invention and a self-balancing boarding robot equipped with a self-balancing test robot equipped with an occupant driving profile acquired from the motion simulator. to be.

본 발명의 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1)는 탑승자의 거동을 통한 ATD로서의 자가 균형 테스트 로봇(100)의 테스트 구동 프로파일을 산출함으로써, 자가 균형 탑승 로봇(30)의 통합 안전 테스트를 실행하는 구조를 취한다.The self-balancing boarding robot integrated test apparatus 1 of the present invention calculates the test drive profile of the self-balancing test robot 100 as an ATD through the movement of the occupant, thereby executing an integrated safety test of the self-balancing boarding robot 30. Take the rescue

로봇 내의 장착된 자이로스코프 및 가속도계 센서 등을 이용하여 로봇의 몸체각도가 수평을 유지하도록 제어함으로써 주행하는 자가 균형 탑승 로봇의 경우 탑승자의 무게중심의 이동을 통해 주행을 실시하는데, 자가 균형 탑승로봇은 탑승자의 외란 모멘트에 의해 반응하기 때문에 탑승자의 운동신경에 지배적인 영향을 받게 되고, 이러한 탑승자의 운동 반사를 반영한 시험 평가를 통하여 자가 균형 탑승 로봇의 보다 정확한 성능 내지 안전성 평가가 이루어질 수 있다. In the case of a self-balancing boarding robot that travels by controlling the body angle of the robot to remain horizontal using a gyroscope and accelerometer sensor installed in the robot, the self-balancing boarding robot operates by moving the center of gravity of the occupant. Because it reacts by the disturbance moment of the occupant, it is dominantly affected by the motor nerve of the occupant, and a more accurate performance or safety evaluation of the self-balancing boarding robot can be made through a test evaluation that reflects the occupant's motion reflection.

따라서, 모션 시뮬레이터를 통하여 탑승자의 운동 반사가 반영된 실험을 실행하고, 얻어진 데이터는 모션 시뮬레이터를 통하여 모션 시뮬레이터를 통하여 탑승자의 운동 반사가 반영된 실험을 실행하고 얻어지는 데이터를 이용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 통한 ATD 구동 프로파일을 생성하여, 이를 자가 균형 탑승 로봇에 탑재되는 자가 균형 테스트 로봇에 적용하여 탑승자 자세 반사 발생 여부를 판단하여 얻어지는 테스트를 통하여 보다 정확한 테스트 실행이 가능하다. Therefore, an experiment in which the motion reflection of the occupant is reflected through a motion simulator is executed, and the obtained data is executed through an experiment in which the movement reflection of the occupant is reflected through the motion simulator through the motion simulator, and the ATD driving profile through computer simulation is used using the obtained data. Is generated and applied to a self-balancing test robot mounted on a self-balancing boarding robot, and a more accurate test execution is possible through a test obtained by determining whether the occupant's posture reflection occurs.

본 발명의 모션 시뮬레이터를 통한 이러한 자세 반사 발생 여부를 판단함에 있어 탑승자의 무게중심과 지지면의 몸체 각도 관계 및 근전도 센서를 이용한 근육의 급격한 운동 변화 여부를 감지하고 이를 통하여 자세 반사의 적용 여부를 판단할 수도 있으나, 본 발명의 실시예에서는 발판의 각도 내지 가해지는 압력 힘의 변화로 인한 데이터를 중심으로 설명한다. In determining whether such a posture reflection occurs through the motion simulator of the present invention, the relationship between the body angular relationship between the center of gravity of the occupant and the support surface, and whether a sudden change in muscle movement using an EMG sensor is detected, and through this, it is determined whether or not posture reflection is applied. Although it can be done, in the embodiment of the present invention, a description will be given focusing on data due to a change in the angle of the footrest or the applied pressure force.

보다 구체적으로, 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명의 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1)는 모션 시뮬레이터(10)와, 제어 모듈(20)과, 자가 균형 테스트 로봇(100)를 포함한다. More specifically, as shown in FIG. 3, the self-balancing boarding robot integrated test apparatus 1 of the present invention includes a motion simulator 10, a control module 20, and a self-balancing test robot 100.

본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1)의 모션 시뮬레이터(10)를 통하여 감지 확인되는 출력 신호는 제어 모듈(20)로 전달되고, 제어 모듈(20)은 모션 시뮬레이터(10)를 통하여 감지 확인되어 전달받은 신호는 자가 균형 탑승 로봇(30)에 탑재 가능한 자가 균형 테스트 로봇(100)에 입력되어 소정의 실제 탑승자의 자세 반사 유형을 고려한 통합 테스트가 실행될 수 있다. The output signal detected and confirmed through the motion simulator 10 of the self-balancing boarding robot integrated test apparatus 1 according to an embodiment of the present invention is transmitted to the control module 20, and the control module 20 is a motion simulator ( The signal detected and transmitted through 10) is input to the self-balancing test robot 100 that can be mounted on the self-balancing boarding robot 30, and an integrated test in consideration of the type of posture reflection of a predetermined actual occupant may be executed.

즉, 도 15에 도시된 바와 같이, 자가 균형 탑승 로봇에 탑승자가 탑승하여 모든 상황에 대한 테스트가 안전 상의 문제로 이루어지기 쉽지 않으므로, 모션 시뮬레이터 상에 탑승한 탑승자의 자세 반사 등이 고려된 탑승자 구동 프로파일이 모션 시뮬레이터에서 취득되고, 도 18에 도시된 바와 같이 모션 시뮬레이터와 자가 균형 테스트 로봇이 탑재된 자가 균형 탑승 로봇의 좌표 관계가 도시되는데, 이와 같이 취득된 탑승자 구동 프로파일은 자가 균형 테스트 로봇에 탑재되는 자가 균형 테스트 로봇에 탑승자 구동 프로파일이 입력되어 탑승자의 자세 반사 여부가 고려된 보다 정확한 통합 테스트 실행이 가능하다. That is, as shown in Fig. 15, the occupant is boarded in the self-balancing boarding robot, so it is not easy to test for all situations due to safety problems, so the occupant driving in consideration of the attitude reflection of the occupant on the motion simulator The profile is acquired in the motion simulator, and the coordinate relationship between the motion simulator and the self-balancing boarding robot mounted with the self-balancing test robot is shown as shown in FIG. 18, and the occupant driving profile obtained as described above is mounted on the self-balancing test robot. The occupant driving profile is input to the self-balancing test robot, which enables a more accurate integrated test in consideration of whether the occupant's attitude is reflected.

먼저, 도 4 및 도 7에 도시된 바와 같이 모션 시뮬레이터(10)는 고정 플랫폼(5)과, 운동 플랫폼(4)과, 복수 개의 플랫폼 액츄에이터(6)와, 플랫폼 조인트(8)와, 플랫폼 액츄에이터 모터(7)와, 픽싱 플레이트(9a)와, 무빙 플레이트부(9b)와, 플레이트 감지부(9c)를 포함한다. 여기서, 픽싱 플레이트(9a)와, 무빙 플레이트부(9b)는 플레이트부(9)로 표현될 수도 있다. First, as shown in Figs. 4 and 7, the motion simulator 10 includes a fixed platform 5, a movement platform 4, a plurality of platform actuators 6, a platform joint 8, and a platform actuator. It includes a motor 7, a fixing plate 9a, a moving plate part 9b, and a plate detection part 9c. Here, the fixing plate 9a and the moving plate portion 9b may be expressed as a plate portion 9.

도 6에 도시된 바와 같이, 고정 플랫폼(5)은 지면에 안착 배치되는데, 본 실시예에서 고정 플랫폼(5)은 플레이트 구조를 취하나, 고정 플랫폼(5)은 지면에 위치 고정되는 구조를 취할 수도 있는 등, 본 발명의 고정 플랫폼(5)은 이에 국한되지 않고 다양한 변형이 가능하다. As shown in Fig. 6, the fixed platform 5 is seated and disposed on the ground. In this embodiment, the fixed platform 5 takes a plate structure, but the fixed platform 5 may take a structure that is fixed to the ground. As such, the fixed platform 5 of the present invention is not limited thereto, and various modifications are possible.

운동 플랫폼(4)은 고정 플렛폼(5)에 이격되어 배치되는 플레이트 구조를 취하는데, 운동 플랫폼(4)은 상대 운동 가능하게 배치된다. 운동 플랫폼(4)과 고정 플랫폼(5) 사이에는 복수 개의 플랫폼 액츄에이터(6)가 배치된다. 플랫폼 액츄에이터(6)은 일단이 고정 플랫폼(5)에 연결되고, 플랫폼 액츄에이터(6)은 타단이 운동 플랫폼(4) 측에 연결된다. 이와 같은 플랫폼 액츄에이터(6)의 구조를 취하여, 운동 플랫폼(4)과 고정 플랫폼(5)은 서로 상대 운동 가능하다. 플랫폼 액츄에이터(6)는 각각 운동 플랫폼(4)과 고정 플랫폼(5)과도 상대 운동 가능하게 연결되는데, 플랫폼 액츄에이터(6)은 길이를 따라 신장 수축 가능하다. The movement platform 4 takes a plate structure disposed to be spaced apart from the fixed platform 5, and the movement platform 4 is disposed to enable relative movement. A plurality of platform actuators 6 are arranged between the moving platform 4 and the fixed platform 5. The platform actuator 6 has one end connected to the fixed platform 5, and the platform actuator 6 has the other end connected to the moving platform 4 side. Taking the structure of the platform actuator 6 as described above, the moving platform 4 and the fixed platform 5 can move relative to each other. The platform actuator 6 is connected to the moving platform 4 and the fixed platform 5 to enable relative movement, respectively, and the platform actuator 6 is capable of extending and contracting along its length.

즉, 플랫폼 액츄에이터(6)는 플랫폼 액츄에이터 베이스(6a)와 플랫폼 액츄에이터 익스텐션(6b)를 포함한다. 플랫폼 액츄에이터 베이스(6a)는 일단이 고정 플랫폼(5)에 소정의 각회동 가능하게 연결되고, 플랫폼 액츄에이터 익스텐션(6b)은 일단이 플랫폼 액츄에이터 베이스(6a)의 내부에 수용 배치되고, 플랫폼 액츄에이터 베이스(6a)의 타단에는 플랫폼 조인트(8)를 통하여 운동 플랫폼(4)에 연결 배치된다. That is, the platform actuator 6 includes a platform actuator base 6a and a platform actuator extension 6b. The platform actuator base 6a has one end connected to the fixed platform 5 so as to be rotatable at a predetermined angle, and the platform actuator extension 6b has one end accommodated and disposed inside the platform actuator base 6a, and the platform actuator base ( The other end of 6a) is connected to the exercise platform 4 through a platform joint 8.

플랫폼 액츄에이터 모터(7)는 플랫폼 액츄에이터(6)에 신장 수축 구동력을 제공한다. 플랫폼 액츄에이터 모터(7)는 플랫폼 액츄에이터 베이스(6a)의 내부에 플랫폼 액츄에이터 익스텐션(6b)의 일단이 수용 배치되는 구조에 구동력을 제공하여, 플랫폼 액츄에이터 베이스(6a)와 플랫폼 액츄에이터 익스텐션(6b) 간의 상대 직선 운동을 가능하게 한다. 본 실시예에서 명시되지는 않았으나, 플랫폼 액츄에이터 베이스(6a)의 내부에 플랫폼 액츄에이터 익스텐션(6b) 간의 직선 운동을 위한 별도의 동력 전달 구성요소가 더 구비될 수도 있으나, 본 발명에서 동력 전달 구성요소의 구체적 설명은 생략한다. 본 실시예에서 플랫폼 액츄에이터 베이스(6a)의 내부에 플랫폼 액츄에이터 익스텐션(6b)의 상대 운동을 위한 구동력을 제공하는 플랫폼 액츄에이터 모터(7)는 전기 모터로 구현되었으나, 경우에 따라 유압 모터 구조조로 형성될 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다. The platform actuator motor 7 provides an extension and contraction driving force to the platform actuator 6. The platform actuator motor 7 provides a driving force to a structure in which one end of the platform actuator extension 6b is received and arranged inside the platform actuator base 6a, so that the platform actuator base 6a and the platform actuator extension 6b Enables linear motion. Although not specified in the present embodiment, a separate power transmission component for linear motion between the platform actuator extensions 6b may be further provided inside the platform actuator base 6a, but the power transmission component in the present invention Detailed description is omitted. In this embodiment, the platform actuator motor 7 that provides driving force for the relative movement of the platform actuator extension 6b inside the platform actuator base 6a is implemented as an electric motor, but in some cases it may be formed as a hydraulic motor structure. Various modifications are possible according to design specifications, such as may be possible.

플랫폼 조인트(8)은 운동 플랫폼(4)과 플랫폼 액츄에이터(6)를 연결한다. 플랫폼 조인트(8)은 플랫폼 액츄에이터(6)의 개수만큼 배치된다. 플롯 조인트(8)를 통하여 운동 플랫폼(4)과 플랫폼 액츄에이터 익스텐션(6b)과의 사이에 원활한 상대 운동을 가능하게 한다. The platform joint 8 connects the moving platform 4 and the platform actuator 6. The platform joints 8 are arranged as many as the number of platform actuators 6. It enables smooth relative motion between the moving platform 4 and the platform actuator extension 6b via the plot joint 8.

본 발명의 일실시예에 따른 모션 시뮬레이터(10)는 통상적인 시뮬레이터로 Gough-Stewart platform 구조를 기본 구성으로 취하나, 본 발명은 일반적인 시뮬레이터의 구성에 국한되지 않고, 자가 균형 탑승 로봇(30)의 탑승자 시뮬레이션을 보다 정확하게 구현하여 탑승자의 탑승 구동 프로파일을 취득하여, 탑승자의 거동을 모사하는 ATD로서의 자가 균형 테스트 로봇(100)의 반사 거동을 반영 가능하게 하는 구성을 필수적으로 취한다. Motion simulator 10 according to an embodiment of the present invention is a conventional simulator and takes a Gough-Stewart platform structure as a basic configuration, but the present invention is not limited to the configuration of a general simulator, and the occupant of the self-balancing boarding robot 30 By implementing the simulation more accurately, it is essential to acquire a boarding drive profile of the occupant, and to reflect the reflection behavior of the self-balancing test robot 100 as an ATD that simulates the occupant's behavior.

즉, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 모션 시뮬레이터(10)의 플레이트부(9)는 픽싱 플레이트(9a)와 무빙 플레이트부(9b)를 포함한다. 픽싱 플레이트(9a)는 운동 플랫폼(4)의 일면 상에 고정 장착된다. 본 실시예에서 픽싱 플레이트(9a)는 운동 플랫폼(4)과 별도의 구성요소로 기술되었으나, 픽싱 플레이트(9a)와 운동 플랫폼(4)는 일체 구성을 취할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다. That is, as shown in FIG. 5, the plate portion 9 of the motion simulator 10 of the present invention includes a fixing plate 9a and a moving plate portion 9b. The fixing plate 9a is fixedly mounted on one surface of the exercise platform 4. In this embodiment, the fixing plate 9a has been described as a separate component from the movement platform 4, but various modifications according to design specifications such as the fixing plate 9a and the movement platform 4 may take an integral configuration. It is possible.

무빙 플레이트부(9b)는 픽싱 플레이트(9a)에 일축 회동 가능하게 장착된다. 플레이트 감지부(9c)는 적어도 무빙 플레이트부(9b)의 축회동 틸팅각(θa)을 포함하여 무빙 플레이트부(9b)의 위치 내지 틸팅 각도 내지 3축 직선 위치 정보 및 3축 각 위치 정보를 포함하는 관성 정보를 감지할 수도 있다. The moving plate portion 9b is mounted on the fixing plate 9a so as to be uniaxially rotated. The plate detection unit 9c includes at least the axial rotation and tilting angle θa of the moving plate unit 9b, the position of the moving plate unit 9b, the tilting angle, the three-axis linear position information, and the three-axis angular position information You can also detect the inertial information.

본 발명의 일실시예에 따른 제어 모듈(20)은 적어도 무빙 플레이트부(9b)의 축회동 틸팅각(θa)을 검출하여 저장하고, 저장한 축회동 틸팅각(θa)의 시뮬레이션 탑승 구동 프로파일을 캐스케이드 PID 내지 워시아웃 필터(wash out filter)를 통하여 신호 처리함으로써 실질 주행 노면 프로파일과의 이질감을 제거 내지 완화시키며 시뮬레이터 탑승자의 보다 정확한 자세 반사 상태 모사를 구현 가능하게 할 수도 있다. The control module 20 according to an embodiment of the present invention detects and stores at least the axial rotation tilt angle θa of the moving plate part 9b, and generates a simulated ride driving profile of the stored axial rotation tilt angle θa. By processing a signal through a cascade PID or a wash out filter, it is possible to remove or alleviate a sense of heterogeneity with a real driving road surface profile, and to implement a more accurate posture reflection state simulation of a simulator occupant.

자가 균형 테스트 로봇(100)은 자가 균형 탑승 로봇(30)에 탑재되고 제어 모듈(20)로부터 적어도 축회동 틸팅각(θa)을 입력받는다. 즉, 자세 반사 상태의 유무 여부에 따른 각각의 테스트 상태를 보다 정확하게 모사하여 취득한 탑승자의 반사 동작에 따른 축회동 틸팅각(θa)을 자가 균형 탑승 로봇(30)에 탑승한 자가 균형 테스트 로봇(100)에서 구현하도록 제어 모듈(20)은 자가 균형 테스트 로봇(100)에 신호 내지 데이터 전달을 실행할 수도 있다. The self-balancing test robot 100 is mounted on the self-balancing boarding robot 30 and receives at least an axial rotation tilt angle θa from the control module 20. That is, the self-balancing test robot 100 aboard the self-balancing boarding robot 30 to determine the axial rotation and tilting angle (θa) according to the reflective motion of the occupant obtained by more accurately simulating each test state according to the presence or absence of the posture reflection state. ), the control module 20 may transmit signals or data to the self-balancing test robot 100.

경우에 따라, 별도의 자가 균형 탑승 로봇(30)에 탑재되는 자가 균형 테스트 로봇(100)을 통하여 테스트가 배제되고, 모션 시뮬레이터 상에서의 자가 균형 탑승 로봇(30)의 평형 제어 모듈의 통합 테스트 구현이 이루어질 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다. In some cases, tests are excluded through the self-balancing test robot 100 mounted on a separate self-balancing boarding robot 30, and an integrated test implementation of the balance control module of the self-balancing boarding robot 30 on the motion simulator Various modifications are possible according to design specifications, such as may be made.

보다 구체적으로, 모션 시뮬레이터(10)의 무빙 플레이트부(9b)는 무빙 플레이트 샤프트 홀더(91b)와, 무빙 플레이트 샤프트(93b)와, 무빙 플레이트(95b)를 포함하고, 경우에 따라 무빙 플레이트 바(97b)를 더 구비할 수도 있다. More specifically, the moving plate portion 9b of the motion simulator 10 includes a moving plate shaft holder 91b, a moving plate shaft 93b, and a moving plate 95b, and in some cases, a moving plate bar ( 97b) may be further provided.

무빙 플레이트 샤프트 홀더(91b)는 픽싱 플레이트(9a)에 고정 장착된다. 무빙 플레이트 샤프트(93b)는 무빙 플레이트 축 홀더(91c)에 회동 가능하게 배치된다. The moving plate shaft holder 91b is fixedly mounted to the fixing plate 9a. The moving plate shaft 93b is rotatably disposed on the moving plate shaft holder 91c.

무빙 플레이트(95b)는 무빙 플레이트 샤프트(93b)와 연결되는데, 무빙 플레이트(95b)는 무빙 플레이트 샤프트(93b)에 연결되어 픽싱 플레이트(9a)에 축 회동 가능하게 배치된다. The moving plate 95b is connected to the moving plate shaft 93b, and the moving plate 95b is connected to the moving plate shaft 93b and disposed on the fixing plate 9a to be axially rotatable.

이와 같은 구성을 통하여 무빙 플레이트부(9b)의 무빙 플레이트(95b)는 운동 플랫폼(4) 내지 픽싱 플레이트(9a)에 대하여 상대 운동 가능한 구조를 취한다. Through this configuration, the moving plate 95b of the moving plate portion 9b has a structure capable of relative movement with respect to the movement platform 4 to the fixing plate 9a.

경우에 따라, 무빙 플레이트 바(97b)가 더 구비될 수도 있는데, 무빙 플레이트 바(97b)는 일단이 무빙 플레이트(95b)의 일면 상에 위치 고정되어 배치된다. In some cases, a moving plate bar 97b may be further provided, and one end of the moving plate bar 97b is fixedly disposed on one surface of the moving plate 95b.

시뮬레이터 탑승자가 주행 모사 상태를 주행 여부 컨트로를 실행시키도록 하는 주행 바아의 기능을 수행한다. It performs the function of the driving bar that allows the simulator occupant to execute the driving status control in the driving simulation state.

본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1)의 모션 시뮬레이터(10)의 플레이트 감지부(9c)는 무빙 플레이트 앵글 감지부(91c)를 포함할 수도 있다. 무빙 플레이트 앵글 감지부(91c)는 무빙 플레이트 샤프트(93b)의 축 회동 각도를 감지한다. 무빙 플레이트 앵글 감지부(91c)는 별도의 앵글 센서로 구현될 수도 있고, 경우에 따라 무빙 플레이트에 무빙 플레이트 구동부가 연결되는 경우 무빙 플레이트 구동부의 축회동 값이 센싱 값으로 활용될 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 구성이 가능하다. The plate detection unit 9c of the motion simulator 10 of the self-balancing boarding robot integrated test apparatus 1 according to an embodiment of the present invention may include a moving plate angle detection unit 91c. The moving plate angle detection unit 91c detects the axial rotation angle of the moving plate shaft 93b. The moving plate angle detection unit 91c may be implemented as a separate angle sensor, and in some cases, when the moving plate driving unit is connected to the moving plate, the axial rotation value of the moving plate driving unit may be used as a sensing value. Various configurations are possible according to the.

또한, 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1)의 모션 시뮬레이터(10)의 플레이트 감지부(9c)는 무빙 플레이트 포스 감지부(93c)를 포함할 수도 있다. 무빙 플레이트 포스 감지부(93c)는 무빙 플레이트(95b)의 일면 상에 배치되어 테스트 탑승자에 의하여 가압되는 힘을 감지하는데, 이러한 감지되는 힘의 값은 모멘트의 감지 신호로 활용되어 자가 균형 탑승 로봇에 가해지는 탑승자에 의한 외란 데이터로 활용될 수 있다. 특히, 자세 반사가 작용되는 경우 또는 반대로 자세 반사가 작용되지 않는 경우에 따른 탑승자에 의한 모멘트 변화가 반영된 보다 정확한 통합 테스트 구현을 가능하게 할 수도 있다. In addition, the plate detection unit 9c of the motion simulator 10 of the self-balancing boarding robot integrated test apparatus 1 according to an embodiment of the present invention may include a moving plate force detection unit 93c. The moving plate force detection unit 93c is disposed on one surface of the moving plate 95b to detect a force pressed by the test occupant, and the value of this sensed force is used as a moment detection signal to be used in a self-balancing boarding robot. It can be used as data of disturbance by the passenger being applied. In particular, it may be possible to implement a more accurate integrated test that reflects the moment change by the occupant when the posture reflection is applied or conversely, the posture reflection is not applied.

본 발명의 일실시예에 따른 무빙 플레이트 포스 감지부(93c)는 로드셀 타입으로 구현될 수 있는데, 본 발명의 일실시예에 따른 무빙 플레이트 포스 감지부(93c)는 포스 로워 플레이트(931c)와, 포스 어퍼 플레이트(933c)와, 포스 로드셀(935c)을 포함한다. 포스 로워 플레이트(931c)는 무빙 플레이트(95b)의 배치되고, 포스 어퍼 플레이트(933c)는 로워 플레이트(931c)와 이격 배치되고, 포스 로드셀(935c)은 포스 로워 플레이트(931c)와 포스 어퍼 플레이트(933c)의 사이에 접촉 배치되는데, 포스 로드셀(935c)의 압압 내지 가해지는 힘에 따라 변화된 전기적 신호를 형성하여 COP(Center of Pressure)를 통한 시뮬레이터 탑승자에 의한 외란 데이터 산출이 가능하다. 즉, 본 실시예에 무빙 플레이트 포스 감지부(93c)는 두 개가 발판 위치에 배치되고, 각각의 무빙 플레이트 포스 감지부(93c)에는 총 4개의 포스 로드셀(935c)이 배치되는데, 이들 포스 로드셀(935c)의 위치 및 이에 가해지는 힘을 오른쪽과 왼쪽 각각 x1,x2,x3,x4/x5,x6,x7,x8 및 F1,F2.F3,F4/F5,F6,F7,F8라 할 때, 좌우 각각의 무빙 플레이트 포스 감지부(93c)에 대한 COP는 다음과 같이 산출된다. The moving plate force detection unit 93c according to an embodiment of the present invention may be implemented in a load cell type, and the moving plate force detection unit 93c according to an embodiment of the present invention includes a force lower plate 931c, It includes a force upper plate 933c and a force load cell 935c. The force lower plate 931c is disposed of the moving plate 95b, the force upper plate 933c is disposed spaced apart from the lower plate 931c, and the force load cell 935c is a force lower plate 931c and a force upper plate. 933c), it is possible to calculate disturbance data by the simulator occupant through the center of pressure (COP) by forming an electrical signal changed according to the pressure or applied force of the force load cell 935c. That is, in this embodiment, two moving plate force sensing units 93c are disposed at the footrest position, and a total of four force load cells 935c are disposed in each moving plate force sensing unit 93c. These force load cells ( 935c) position and the force applied thereto are left and right when x1,x2,x3,x4/x5,x6,x7,x8 and F1,F2.F3,F4/F5,F6,F7,F8 respectively The COP for each moving plate force sensing unit 93c is calculated as follows.

Figure 112019105448275-pat00001
Figure 112019105448275-pat00001

Figure 112019105448275-pat00002
Figure 112019105448275-pat00002

이와 같은 경우에 대응하는 탑승자에 의한 외란 모멘트는 다음과 같이 산출된다. The disturbance moment caused by the occupant corresponding to this case is calculated as follows.

Figure 112019105448275-pat00003
Figure 112019105448275-pat00003

여기서, m은 탑승자의 질량을 나타낸다. Here, m represents the mass of the occupant.

이와 같은 탑승자에 의한 외란 모멘트로부터 이를 자가 균형 탑승 로봇에 탑재되는 자가 균형 테스트 로봇(100)에 적용시키는 경우, 자가 균형 테스트 로봇의 자체 무게와 더불어 가동 가능하게 배치되는 가동 웨이트의 질량을 고려하여 상응하는 외란 모멘트 형성을 위한 자가 균형 탑승 로봇(30)의 발판에 대한 각도 내지 ATD로서의 자가 균형 테스트 로봇(100)의 발판 대비 탑재 각도 등이 산출되어 이를 통한 자세 반사 반영 유무에 따른 자가 균형 탑승 로봇의 통합 테스트 구현이 가능하다. When this is applied to the self-balancing test robot 100 mounted on the self-balancing boarding robot from the disturbance moment caused by the occupant, the weight of the movable weight that is movably disposed in addition to the self-balancing test robot is considered. The angle with respect to the footrest of the self-balancing boarding robot 30 for the formation of the disturbing moment of the self-balancing boarding robot 30 or the mounting angle compared to the footrest of the self-balancing test robot 100 as an ATD is calculated. Integration test implementation is possible.

이와 같은 소정의 연산 과정을 위하여 제어 모듈(20)은 제어 모듈 연산부(25)를 더 구비할 수도 있고, 경우에 따라 제어 모듈 제어부(21)가 통합 신호 처리하는 구성을 취할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 구성이 가능하다. For such a predetermined calculation process, the control module 20 may further include a control module calculation unit 25, and in some cases, the control module control unit 21 may take a configuration in which integrated signal processing is performed. Various configurations are possible accordingly.

한편, 본 발명의 모션 시뮬레이터(10)의 플레이트 감지부(9c)는 자가 균형 탑승 로봇(30)의 평형 제어 모사를 위한 감지 데이터의 수집을 위한 구성요소를 더 구비할 수 있다. 즉, 본 발명의 모션 시뮬레이터(10)의 플레이트 감지부(9c)는 무빙 플레이트 관성 감지부(95c)를 포함할 수 있는데, 이는 무빙 플레이트에 대한 관성 정보, 예를 들어, 무빙 플레이트(95b)의 x,y,z 위치 정보 및 yaw,pitch, roll의 각위치 정보를 포함하는 관성 정보의 감지 수집을 통하여 모션 시뮬레이터(10)에 탑승한 시뮬레이터 탑승자가 탑승한 무빙 플레이트가 모사되는 자가 균형 탑승 로봇의 발판처럼 안정적인 평형 제어슬 수행하도록 할 수 있다. Meanwhile, the plate detection unit 9c of the motion simulator 10 of the present invention may further include a component for collecting sensing data for simulating the balance control of the self-balancing boarding robot 30. That is, the plate detection unit 9c of the motion simulator 10 of the present invention may include a moving plate inertia detection unit 95c, which is inertial information about the moving plate, for example, of the moving plate 95b. A self-balancing boarding robot that simulates the moving plate on which the simulator occupant boarded the motion simulator 10 through detection and collection of x, y, z position information and inertial information including yaw, pitch, and roll angular position information. It is possible to perform a stable balance control chain like a scaffold.

본 실시예에서의 무빙 플레이트부(9b)는 상기한 바와 같이 무빙 플레이트 샤프트 홀더(91b)와, 무빙 플레이트 샤프트(93b)와, 무빙 플레이트(95b)와, 무빙 플레이트 바(97b)를 구비하는 패시브 타입을 중심으로 기술되었으나, 경우에 따라 액티브 타입으로 구현될 수도 있다. 즉, 무빙 플레이트부(9b)는 상기 구성이외 무빙 플레이트 샤프트 구동부(99b, 도 8 참조)를 더 포함할 수도 있는데, 무빙 플레이트 샤프트 구동부(99b)는 무빙 플레이트 샤프트(93b)와 연결되어 제어 모듈(20)의 구동 제어를 통하여 발판으로서의 무빙 플레이트의 직접적인 구동을 통한 각도 조절을 실행하는 구성을 취할 수도 있다. The moving plate portion 9b in this embodiment is a passive having a moving plate shaft holder 91b, a moving plate shaft 93b, a moving plate 95b, and a moving plate bar 97b as described above. Although described based on the type, it may be implemented as an active type in some cases. That is, the moving plate part 9b may further include a moving plate shaft driving part 99b (refer to FIG. 8) other than the above configuration, and the moving plate shaft driving part 99b is connected to the moving plate shaft 93b to provide a control module ( Through the drive control of 20), it is possible to take a configuration in which the angle is adjusted through direct driving of the moving plate as a footrest.

이와 같은 무빙 플레이트 샤프트 구동부(99b)는 구현 예에 따라서 다양한 변형이 가능한데, 무빙 플레이트(95b)가 두 개가 구비되고, 무빙 플레이트 샤프트 구동부(99b)도 두 개가 구비되는 구성을 취할 수도 있고, 무빙 플레이트(95b)가 두 개가 구비되고, 무빙 플레이트 샤프트 구동부(99b)도 각각 한개씩 구비되는 구성을 취할 수도 있는 등 설계 사양에 따라 다양한 변형이 가능하다(도 16 및 도 17 참조). The moving plate shaft drive unit 99b can be modified in various ways depending on the implementation example. Two moving plates 95b are provided, and two moving plate shaft driving units 99b may be provided, or a moving plate Various modifications are possible according to design specifications, such as having two 95b and one moving plate shaft driving unit 99b, respectively (see FIGS. 16 and 17).

한편, 본 발명에 따른 제어 모듈(20)은 제어 모듈 제어부(21)와 제어 모듈 저장부(23)를 포함할 수 있는데, 제어 모듈 제어부(21)은 사전 설정된 노면 프로파일을 제공하도록 플랫폼 액츄에이터 모터(7)에 시뮬레이터 구동 제어 신호를 인가할 수 있고, 적어도 축회동 틸팅각(θa)을 수신할 수 있다. On the other hand, the control module 20 according to the present invention may include a control module control unit 21 and a control module storage unit 23, the control module control unit 21 is a platform actuator motor to provide a preset road surface profile ( A simulator driving control signal may be applied to 7), and at least the axis rotation tilting angle θa may be received.

여기서, 모사된 노면 프로파일은 실제 자가 균형 탑승 로봇이 테스트될 노면의 모사된 데이터로서, 본 실시예에서는 자가 균형 탑승로봇의 한쪽 바퀴가 ㅂ버범프(Speed bump)를 지나가는 주행 상황에 대하여 앞서 기술한 바와 같이 플레이트 감지부(9c)는 적어도 무빙 플레이트부(9b)의 축회동 틸팅각(θa)을 포함하여 무빙 플레이트부(9b)의 위치 내지 틸팅 각도 내지 3축 직선 위치 정보 및 3축 각 위치 정보를 포함하는 관성 정보를 감지할 수도 있어, 예를 들어 3축 각도, 각속도, 가속도의 측정이 가능한 IMU(Inertial Measurement Unit)를 사용하여 회전 운동에 해당하는 3-axis angle(roll-pitch-yaw), angular velocity 그리고 직선운동에 해당하는 3-axis acceleration이 측정될 수 있고, 관성 정보로부터 회전 운동에 해당하는 3-axis angle(roll-pitch-yaw), angular velocity 그리고 직선운동에 해당하는 3-axis acceleration이 측정될 수도 있다. Here, the simulated road surface profile is simulated data of the road surface on which the actual self-balancing boarding robot is to be tested.In this embodiment, as described above for the driving situation in which one wheel of the self-balancing boarding robot passes through the speed bump. Likewise, the plate detection unit 9c includes at least the axial rotation and tilting angle θa of the moving plate unit 9b, from the position to the tilting angle of the moving plate unit 9b, to the three-axis linear position information, and the three-axis position information. It is also possible to detect the inertial information included, for example, 3-axis angle (roll-pitch-yaw) corresponding to rotational motion using an IMU (Inertial Measurement Unit) that can measure 3-axis angle, angular velocity, and acceleration. Angular velocity and 3-axis acceleration corresponding to linear motion can be measured, and 3-axis angle (roll-pitch-yaw) corresponding to rotational motion, angular velocity and 3-axis acceleration corresponding to linear motion from inertial information This may be measured.

또한, 제어 모듈 저장부(23)는 제어 모듈 제어부(21)와 전기적 소통일 가능하고, 적어도 축회동 틸팅각(θa)을 저장하고 본 발명의 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1)에 관련된 다양한 사전 설정 데이터를 사전 설정 저장할 수도 있다. In addition, the control module storage unit 23 can be in electrical communication with the control module control unit 21, stores at least the axial rotation and tilt angle (θa), and various related to the self-balancing boarding robot integrated test apparatus 1 of the present invention. You can also save preset data as presets.

또 한편, 앞서 기술한 바와 같이, 제어 모듈(20)은 포스 로드셀(935c)로부터 감지 입력되는 무빙 플레이트 포스 감지 신호를 이용하여 COP(Center of Pressure)로부터 테스트 탑승자로 유발되는 탑승자 외란 모멘트를 산출 이용할 수 있다. 상기한 바와 같이 이와 같인 산출된 COP를 통하여 외란 모멘트를 산출하고, 자가 균형 테스트 로봇(100)의 가동 웨이트의 위치를 변화시켜 궁극적으로 자가 균형 탑승 로봇의 발판의 각도 내지 자가 균형 탑승 로봇에 탑재된 자가 균형 테스트 로봇(100)의 상대 각도를 조정하여 범프 등과 같은 소정의 외적 외란 상황에서의 사람과 같은 내적 외란이 수반 내지 비수반되는 상태에서의 거동 모사 적용을 통한 보다 정확한 테스트 구현이 가능하다. On the other hand, as described above, the control module 20 calculates and uses the occupant disturbance moment caused by the test occupant from the center of pressure (COP) by using the moving plate force detection signal detected and input from the force load cell 935c. I can. As described above, the disturbance moment is calculated through the calculated COP, and the position of the movable weight of the self-balancing test robot 100 is changed, and ultimately, the angle of the footrest of the self-balancing boarding robot or mounted on the self-balancing boarding robot. By adjusting the relative angle of the self-balancing test robot 100, it is possible to implement a more accurate test by applying a behavioral simulation in a state in which an internal disturbance such as a person is accompanied or not accompanied by a predetermined external disturbance such as a bump.

또 한편, 경우에 따라 제어 모듈 제어부(21)는 플랫폼 프로파일 제공 모듈(211)과, 무빙 플레이트 평형 제어 모듈(213)과, 역기구학 모듈(215)과, 플랫폼 액츄에이터 제어 모듈(211)을 포함한다. On the other hand, in some cases, the control module control unit 21 includes a platform profile providing module 211, a moving plate balance control module 213, an inverse kinematics module 215, and a platform actuator control module 211. .

도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 플랫폼 프로파일 제공 모듈(211)는 플랫폼 액츄에이터 모터(7)의 구동을 제어하여 노면 시뮬레이션 프로파일을 제공한다. 9 and 10, the platform profile providing module 211 controls the driving of the platform actuator motor 7 to provide a road surface simulation profile.

무빙 플레이트 평형 제어 모듈(213)는 무빙 플레이트(95b)의 평형 상태를 유지하는데, 이는 개별 자가 균형 탑승 로봇(30)에 탑재되는 평형 제어기가 탑재되는 구성을 취한다.The moving plate balance control module 213 maintains the balance state of the moving plate 95b, which takes a configuration in which a balance controller mounted on the individual self-balancing boarding robot 30 is mounted.

역기구학 모듈(215)은 플랫폼 프로파일 제공 모듈(211)과 무빙 플레이트 평형 제어 모듈(213)을 통하여 무빙 플레이트의 좌표 정보로부터 플랫폼 액츄에이터의 길이를 산출하는 역기구학 과정을 실행한다. The inverse kinematics module 215 executes an inverse kinematics process of calculating the length of the platform actuator from coordinate information of the moving plate through the platform profile providing module 211 and the moving plate balance control module 213.

본 실시예에서 역기구학은 무빙 플레이트의 위치와 방위가 주어졌을 때, 각 플랫폼 액추에이터의 길이를 구하는 벡터계산에 의해 유도될 수도 있다. BP, 즉 고정 플랫폼(5)의 기준 좌표계를 B(X-Y-Z), MP, 즉 운동 플랫폼(4)의 기준 좌표계를 M(x-yz)라 할 때, 고정 플랫폼(5)의 플랫폼 액추에이터와의 연결 조인트 위치 Bi를 나타내며 운동 플랫폼과의 액추에이터 연결 조인트 위치 MMi로 나타낼 경우, 운동 플랫폼의 좌표계(M)로부터 고정 플랫폼의 베이스 좌표계로의 좌표변환은 위치벡터 P와 베이스 좌표계의 각축에 대하여 α,β,γ(roll, pitch, yaw) 만큼 회전 변환하여 얻어지는 변환행렬 BRM으로 나타낼 수 있고, i번째 플랫폼 액추에이터에 대한 vector-loop 식은 아래와 같이 표현될 수 있다. In this embodiment, the inverse kinematics may be derived by vector calculation for obtaining the length of each platform actuator given the position and orientation of the moving plate. BP, that is, when the reference coordinate system of the fixed platform 5 is B (XYZ), and MP, that is, the reference coordinate system of the moving platform 4 is M (x-yz), the connection with the platform actuator of the fixed platform 5 When representing the joint position B i and the actuator connection with the moving platform joint position M M i , the coordinate transformation from the coordinate system of the moving platform (M) to the base coordinate system of the fixed platform is α for each axis of the position vector P It can be expressed as a conversion matrix B R M obtained by rotation conversion by ,β,γ(roll, pitch, yaw), and the vector-loop equation for the i-th platform actuator can be expressed as follows.

Figure 112019105448275-pat00004
Figure 112019105448275-pat00004

여기서, 구동 액추에이터의 길이는

Figure 112019105448275-pat00005
로 계산된다. Here, the length of the drive actuator is
Figure 112019105448275-pat00005
Is calculated as

플랫폼 액츄에이터 제어 모듈(211)은 플랫폼 액츄에이터의 길이(Li)를 제어하도록 플랫폼 액츄에이터 모터(7)의 구동을 제어하는데, 이를 통하여 실제 자가 균형 탑승 로봇(30)이 주행하게될 실제 노면 상태를 모사하는 노면 시뮬레이션 실행을 제어한다. The platform actuator control module 211 controls the driving of the platform actuator motor 7 to control the length Li of the platform actuator, through which the actual self-balancing boarding robot 30 simulates the actual road surface condition to be driven. Controls the execution of the road surface simulation.

또한, 앞서 기술한 바와 같이, 모션 시뮬레이터의 무빙 플레이트가 액티브 타입으로 구현되어 무빙 플레이트 샤프트(93b)와 연결되는 무빙 플레이트 샤프트 구동부(99b)가 포함되는 경우, 제어 모듈 제어부(21)는 무빙 플레이트(95b)의 상태를 유지하도록 무빙 플레이트 샤프트 구동부(99b)를 제어하는 무빙 플레이트 샤프트 구동 제어 모듈(217)을 더 구비할 수도 있다. 다만, 이러한 구성은 자가 균형 탑승 로봇(30)의 평형 제어를 위힌 무빙 플레이트 평형 제어 모듈(213)과의 제어 영역 중첩 구성이 발생할 수도 있으므로, 설계 사양에 따라 선택 내지 배제 구성을 취할 수도 있는 등 다양한 변형이 가능하다. In addition, as described above, when the moving plate of the motion simulator is implemented as an active type, and the moving plate shaft driving unit 99b connected to the moving plate shaft 93b is included, the control module control unit 21 is a moving plate ( A moving plate shaft drive control module 217 for controlling the moving plate shaft drive unit 99b to maintain the state of 95b) may be further provided. However, since such a configuration may result in an overlapping configuration of the control area with the moving plate balance control module 213 for balance control of the self-balancing boarding robot 30, various configurations such as selection or exclusion may be taken according to design specifications. Transformation is possible.

또 한편, 본 발명의 자가 균형 테스트 로봇(100)은 테스트의 환경 내지 설계 사양에 따라 다양한 선택이 가능하다. 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 테스트 로봇(100)은 가동 웨이트 샤프트(110s)와, 가동 웨이트(120)와, 가동 웨이트 구동부(130)와, 모멘트 측정센서(140)를 포함한다. On the other hand, the self-balancing test robot 100 of the present invention can be variously selected according to the test environment or design specifications. The self-balancing test robot 100 according to an embodiment of the present invention includes a movable weight shaft 110s, a movable weight 120, a movable weight drive unit 130, and a moment measurement sensor 140.

도 12에 도시된 바와 같이, 가동 웨이트 샤프트(110s)는 자가 균형 탑승 로봇(30)의 발판 일면 상에 수직 장착되는데, 가동 웨이트(120)가 가동 웨이트 샤프트(31)의 길이를 따라 배치 가능하다. 가동 웨이트(120)는 탑승자를 모사하는 형태의 질량체로 구현되고, 가동 우웨이트(120)는 가동 웨이트 샤프트(110s)의 길이를 따라 위치 조정 가능하고 질량체의 크기도 조정 가능한 구성을 취하여, 탑승자가 성인인 경우, 청소년인 경우 등의 다양한 환경에 따른 통합 테스트 실행을 가능하게 할 수도 있다. As shown in FIG. 12, the movable weight shaft 110s is vertically mounted on one side of the footrest of the self-balancing boarding robot 30, and the movable weight 120 can be disposed along the length of the movable weight shaft 31. . The movable weight 120 is implemented as a mass body that simulates the occupant, and the movable right weight 120 is configured to be adjustable in position along the length of the movable weight shaft 110s and the size of the mass body can be adjusted, so that the occupant In the case of an adult or adolescent, it may be possible to execute an integrated test according to various circumstances.

또한, 가동 웨이트 구동부(130)는 가동 웨이트 샤프트(110s)의 일단에 연결되어 가동 웨이트 샤프트(110s)에 회동력을 제공함으로써, 가동 웨이트(120)에 의한 외란, 즉 탑승자에 의한 외란 효과를 제공하도록 할 수도 있다. 또한, 모멘트 측정센서(140)는 가동 웨이트(120)의 움직임에 따른 자가 균형 탑승 로봇의 모멘트 변화를 측정하기 위해 가동 웨이트 샤프트(110s) 내지 자가 균형 탑승 로봇의 발판에 배치될 수 있다. In addition, the movable weight driving unit 130 is connected to one end of the movable weight shaft 110s to provide a rotational force to the movable weight shaft 110s, thereby providing a disturbance by the movable weight 120, that is, a disturbance effect by the occupant. You can do it. In addition, the moment measurement sensor 140 may be disposed on the movable weight shaft 110s or the footrest of the self-balancing boarding robot to measure a change in the moment of the self-balancing boarding robot according to the movement of the movable weight 120.

앞선 실시예에서는 단순한 로드 및 매스 타입의 자가 균형 테스트 로봇으로 구현되어 질량체로서의 가동 웨이트의 가동 범위가 제한적인 경우를 기술하였으나, 경우에 따라 자가 균형 테스트 로봇은 가동 웨이트가 슬라이딩 동작을 이루는 구성을 취할 수도 있다. In the previous embodiment, a simple load- and mass-type self-balancing test robot was described, and the movable range of the movable weight as a mass was limited. May be.

즉, 도 13 및 도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 자가 균형 테스트 로봇(100)의 변형예는 베이스 프레임(110)과, 가동 웨이트(120)와, 가동 웨이트 구동부(130)와, 모멘트 측정센서(140)를 포함한다. That is, as shown in FIGS. 13 and 14, a modified example of the self-balancing test robot 100 according to an embodiment of the present invention includes a base frame 110, a movable weight 120, and a movable weight driving unit ( 130) and a moment measurement sensor 140.

베이스 프레임(110)은 자가 균형 로봇(30)의 발판에 안착될 수 있고, 가동 웨이트(120)는 자가 균형 탑승 로봇(30)의 발판에 편심된 하중을 가할 수 있도록 베이스 프레임(110)에 가동 가능하게 배치되고, 가동 웨이트 구동부(130)는 베이스 프레임(110)에 배치되어 가동 웨이트(120)를 베이스 프레임(110)에 대해 움직이도록 하는 구동력을 제공하고, 모멘트 측정센서(140)는 가동 웨이트의 움직임에 따른 자가 균형 탑승 로봇(30)의 모멘트 변화를 측정하기 위해 베이스 프레임(100)에 배치된다. The base frame 110 may be seated on the footrest of the self-balancing robot 30, and the movable weight 120 is movable on the base frame 110 so as to apply an eccentric load to the footrest of the self-balancing boarding robot 30 The movable weight driver 130 is disposed on the base frame 110 to provide a driving force to move the movable weight 120 relative to the base frame 110, and the moment measurement sensor 140 is a movable weight It is disposed on the base frame 100 to measure the moment change of the self-balancing boarding robot 30 according to the movement of.

이와 같은 가동 웨이트 구동부(130)는 슬라이드 가이드 방식 구조의 가이드 레일과 전기 모터로 구현되고 가동 슬라이더 구동기를 통하여 앞서 모션 시뮬레이터에서 취득한 탑승자의 자세 반사가 포함되거나 포함되지 않은 탑승자 구동 프로파일을 입력받아, 이를 모션 시뮬레이터에서 모사되었던 모사 노면 프로파일에 대응하는 실제 노면 상에서 자가 균형 탑승 로봇(30)이 주행하는 경우 자가 균형 탑승 로봇(30)에 탑재된 자가 균형 테스트 로봇(100)의 가동 웨이트 구동부(130)의 조정을 통한 가동 웨이트의 위치 변화로 실제 탑승자가 탑승한 것과 같은 자세 반사 포함 유/무에 따른 탑승자 거동이 적용된 경우의, 자기 균형 탑승 로봇(30)의 평형 제어를 테스트하여 보다 정확한 안정성 유무 검증을 이룰 수도 있다. Such a movable weight driving unit 130 is implemented with a guide rail of a slide guide type structure and an electric motor, and receives an occupant driving profile that includes or does not include the attitude reflection of the occupant acquired in the motion simulator previously obtained through the movable slider driver. When the self-balancing boarding robot 30 runs on the actual road surface corresponding to the simulated road surface profile that was simulated in the motion simulator, the movable weight driving unit 130 of the self-balancing test robot 100 mounted on the self-balancing boarding robot 30 In the case of applying the occupant's behavior according to the presence/absence of the posture reflection as if the actual occupant boarded due to the change in the position of the movable weight through adjustment, the balance control of the self-balancing boarding robot 30 was tested to verify the presence of more accurate stability. It can also be achieved.

보다 구체적으로, More specifically,

베이스 프레임(110)은 자가 균형 탑승 로봇(30)의 발판(33) 위에 쓰러지지 않게 안정적으로 놓이는 부분으로 발판(33)에 안착될 수 있는 한 쌍의 레그부(111)를 구비한다. 한 쌍의 레그부(111)는 상호 이격되도록 배치되며, 발판(33) 위에 안정적으로 놓일 수 있도록 발판(33)에 접하는 평평한 하면을 구비할 수 있다. 베이스 프레임(110)은 한 쌍의 레그부(111)가 자가 균형 탑승 로봇(30)에 구비된 한 쌍의 발판(33)에 안착됨으로써 자가 균형 탑승 로봇(30)에 안정적으로 탑재될 수 있다.The base frame 110 is a portion that is stably placed on the footrest 33 of the self-balancing boarding robot 30 and has a pair of leg portions 111 that can be seated on the footrest 33. The pair of leg portions 111 are disposed to be spaced apart from each other, and may have a flat lower surface in contact with the footrest 33 so that it can be stably placed on the footrest 33. The base frame 110 may be stably mounted on the self-balancing boarding robot 30 by seating a pair of leg portions 111 on a pair of footrests 33 provided in the self-balancing boarding robot 30.

베이스 프레임(110)은 도시된 구조 이외에, 가동 웨이트(120)와, 가동 웨이트 구동부(130)와, 모멘트 측정센서(140)가 구비될 수 있는데, 경우에 따라 자이로센서(미도시) 및 핸들바 조작부(160)가 구비될 수도 있다. 자가 균형 탑승 로봇(30)의 발판(33) 위에 안정적으로 놓일 수 있는 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다.In addition to the illustrated structure, the base frame 110 may be provided with a movable weight 120, a movable weight driver 130, and a moment measurement sensor 140, and in some cases, a gyro sensor (not shown) and a handlebar. An operation unit 160 may be provided. It can be changed to a variety of different structures that can be stably placed on the footrest 33 of the self-balancing boarding robot 30.

가동 웨이트(120)는 한 쌍의 레그부(111)를 통해 자가 균형 탑승 로봇(30)의 발판(33)에 편심된 하중을 가할 수 있도록 베이스 프레임(110)에 가동적으로 지지된다. 가동 웨이트(120)는 가동 웨이트 구동부(130)에 장착되어 가동 웨이트 구동부(130)에 의해 움직일 수 있다. 가동 웨이트(120)는 베이스 프레임(110)을 통해 자가 균형 탑승 로봇(30)에 하중을 제공할 수 있는 다양한 형태로 마련될 수 있다.The movable weight 120 is movably supported on the base frame 110 so that an eccentric load can be applied to the footrest 33 of the self-balancing boarding robot 30 through a pair of leg portions 111. The movable weight 120 is mounted on the movable weight driving unit 130 and can be moved by the movable weight driving unit 130. The movable weight 120 may be provided in various forms capable of providing a load to the self-balancing boarding robot 30 through the base frame 110.

가동 웨이트 구동부(130)는 베이스 프레임(110)에 배치되어 가동 웨이트(120)를 베이스 프레임(110)에 대해 움직일 수 있다. 가동 웨이트 구동부(130)는 가동 웨이트(120)가 탑재되는 가동 슬라이더(131)와, 가동 슬라이더(131)를 직선 이동하도록 가이드하는 가이드 레일(132)과, 가동 슬라이더(131)와 연결되어 가동 슬라이더(131)에 가이드 레일(132)을 따라 이동할 수 있는 이동력을 제공하는 가동 슬라이더 구동기(133)를 포함한다. 가이드 레일(132)은 자가 균형 탑승 로봇(30)의 전후 방향으로 연장되도록 베이스 프레임(110)에 지면과 평행하게 배치된다. 가이드 레일(132)은 가동 슬라이더(131)를 자가 균형 탑승 로봇(30)의 전후 방향으로 가이드할 수 있다.The movable weight driving unit 130 may be disposed on the base frame 110 to move the movable weight 120 relative to the base frame 110. The movable weight driving unit 130 is connected to the movable slider 131 on which the movable weight 120 is mounted, the guide rail 132 guiding the movable slider 131 to linearly move, and the movable slider 131. It includes a movable slider driver 133 that provides a moving force that can move along the guide rail 132 to 131. The guide rail 132 is disposed parallel to the ground on the base frame 110 so as to extend in the front and rear direction of the self-balancing boarding robot 30. The guide rail 132 may guide the movable slider 131 in the front and rear directions of the self-balancing boarding robot 30.

가동 슬라이더 구동기(133)가 가동 슬라이더(131)를 가이드 레일(132)을 따라 슬라이드 이동시킴으로써 베이스 프레임(110) 상에서 가동 웨이트(120)의 위치가 변하게 된다. 그리고 가동 웨이트(120)의 위치 변화에 따라 자가 균형 차량의 시험장치(100)의 모멘트 암 길이가 변하게 되며, 베이스 프레임(110)을 통해 편심된 하중이 자가 균형 탑승 로봇(30)에 인가될 수 있다. 가동 웨이트(120)가 베이스 프레임(110)의 무게중심점에 대응하는 위치에 놓일 때, 베이스 프레임(110)을 통해 편심되는 않은 균일한 하중이 자가 균형 탑승 로봇(30)의 발판(33)에 인가될 수 있다. 이때, 자가 균형 탑승 로봇(30)은 정지된 상태를 유지할 수 있다. 반면, 가동 웨이트(120)가 베이스 프레임(110)의 무게중심점에서 전방으로 치우쳐 위치하면 베이스 프레임(110)을 통해 전방 측으로 편심된 하중이 자가 균형 탑승 로봇(30)의 발판(33)에 인가될 수 있다. 이때, 자가 균형 탑승 로봇(30)이 주행할 수 있다. 그리고 가동 웨이트(120)가 베이스 프레임(110)의 무게중심점에서 후방으로 치우쳐 위치하면 베이스 프레임(110)을 통해 후방 측으로 편심된 하중이 자가 균형 탑승 로봇(30)의 발판(33)에 인가될 수 있다.The movable slider driver 133 slides the movable slider 131 along the guide rail 132 to change the position of the movable weight 120 on the base frame 110. In addition, the length of the moment arm of the test apparatus 100 of the self-balancing vehicle changes according to the position change of the movable weight 120, and an eccentric load can be applied to the self-balancing boarding robot 30 through the base frame 110. have. When the movable weight 120 is placed at a position corresponding to the center of gravity of the base frame 110, a uniform load that is not eccentric through the base frame 110 is applied to the footrest 33 of the self-balancing boarding robot 30 Can be. At this time, the self-balancing boarding robot 30 may maintain a stopped state. On the other hand, when the movable weight 120 is positioned forward from the center of gravity of the base frame 110, the load eccentric to the front side through the base frame 110 is applied to the footrest 33 of the self-balancing boarding robot 30. I can. At this time, the self-balancing boarding robot 30 may travel. And when the movable weight 120 is located rearward from the center of gravity of the base frame 110, the load eccentric to the rear side through the base frame 110 may be applied to the footrest 33 of the self-balancing boarding robot 30. have.

이와 같이, 가동 웨이트 구동부(130)에 의한 가동 웨이트(120)의 움직임을 통해 자가 균형 탑승 로봇(30)에 탑승한 탑승자가 발생시키는 외란 모멘트와 같은 모멘트를 발생시킬 수 있으며, 이를 통해 자가 균형 탑승 로봇(30)을 작동시킬 수 있다.In this way, through the movement of the movable weight 120 by the movable weight driver 130, a moment such as a disturbance moment generated by a passenger on the self-balancing boarding robot 30 can be generated, through which self-balancing boarding The robot 30 can be operated.

가동 웨이트 구동부(130)를 구성하는 가동 슬라이더(131)나, 가이드 레일(132), 가동 슬라이더 구동기(133)는 도시된 구조 이외의 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 도면에는 가동 웨이트 구동부(130)가 베이스 프레임(110)의 상면에 배치되는 것으로 나타냈으나, 가동 웨이트 구동부(130)의 설치 위치도 다양하게 변경될 수 있다.The movable slider 131, the guide rail 132, and the movable slider driver 133 constituting the movable weight driving unit 130 may be changed to various other structures other than the illustrated structure. Although the drawing shows that the movable weight driving unit 130 is disposed on the upper surface of the base frame 110, the installation position of the movable weight driving unit 130 may also be variously changed.

모멘트 측정센서(140)는 베이스 프레임(110)에 배치되어 가동 웨이트(120)의 움직임에 따른 자가 균형 탑승 로봇(30)의 모멘트 변화를 측정한다. 모멘트 측정센서(140)는 베이스 프레임(110)에 지면과 평행하게 배치되는 센서 베이스(141)와, 센서 베이스(141)의 일면에 상호 이격되도록 배치되는 네 개의 로드셀(142)를 포함한다. 이들 복수의 로드셀(142)은 센서 베이스(141)의 일면 상에서의 하중 분포를 검출할 수 있도록 센서 베이스(141)의 일면에 전후좌우 점대칭으로 배치될 수 있다. 복수의 로드셀(142)에서 검출되는 하중을 이용함으로써 가동 웨이트(120)의 움직임에 따른 편심 하중의 크기나, 자가 균형 탑승 로봇(30)의 모멘트 변화를 검출할 수 있다.The moment measurement sensor 140 is disposed on the base frame 110 to measure the moment change of the self-balancing boarding robot 30 according to the movement of the movable weight 120. The moment measurement sensor 140 includes a sensor base 141 disposed parallel to the ground on the base frame 110 and four load cells 142 disposed to be spaced apart from each other on one surface of the sensor base 141. The plurality of load cells 142 may be arranged in point symmetry on one surface of the sensor base 141 so as to detect a load distribution on one surface of the sensor base 141. By using the loads detected by the plurality of load cells 142, the magnitude of the eccentric load according to the movement of the movable weight 120 or a change in the moment of the self-balancing boarding robot 30 can be detected.

모멘트 측정센서(140)는 도시된 것과 같이, 베이스 프레임(110)의 중간에 배치되는 센서 베이스(141)의 일면에 네 개의 로드셀(142)이 점대칭으로 배치되는 구조 이외에, 다양한 다른 구조로 변경될 수 있다. 변형예로서, 모멘트 측정센서(140)에 구비되는 로드셀(142)의 개수나 배치 구조, 센서 베이스(141)의 설치 위치 등은 다양하게 변경될 수 있다.As shown, the moment measurement sensor 140 may be changed to various other structures in addition to the structure in which four load cells 142 are arranged in a point symmetric manner on one surface of the sensor base 141 disposed in the middle of the base frame 110. I can. As a modified example, the number or arrangement structure of the load cells 142 provided in the moment measurement sensor 140, and the installation position of the sensor base 141 may be variously changed.

자이로센서(150)는 베이스 프레임(110)의 일측에 배치되어 가동 웨이트(120)의 움직임에 따른 자가 균형 탑승 로봇(30)의 기울기 변화를 측정한다. 가동 웨이트(120)의 움직임에 따라 자가 균형 탑승 로봇(30)의 발판(33)에 편심 하중이 가해질 때, 차량 바디(11)가 지면에 대해 기울어질 수 있다. 이때, 차량 바디(11) 상에 배치되는 베이스 프레임(110)도 차량 바디(11)와 함께 기울어지게 되므로, 베이스 프레임(110)에 배치되는 자이로센서(150)를 통해 차량 바디(11)의 기울기 변화 측정이 가능하다. 자이로센서(150)의 설치 위치나 설치 개수는 다양하게 변경될 수 있다.The gyro sensor 150 is disposed on one side of the base frame 110 to measure a change in inclination of the self-balancing boarding robot 30 according to the movement of the movable weight 120. When an eccentric load is applied to the footrest 33 of the self-balancing boarding robot 30 according to the movement of the movable weight 120, the vehicle body 11 may be inclined with respect to the ground. At this time, since the base frame 110 disposed on the vehicle body 11 is also inclined with the vehicle body 11, the inclination of the vehicle body 11 through the gyro sensor 150 disposed on the base frame 110 Change can be measured. The installation position or number of the gyro sensor 150 may be variously changed.

이상, 본 발명을 본 발명의 원리를 예시하기 위한 바람직한 실시예와 관련하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 그와 같이 도시되고 설명된 그대로의 구성 및 작용으로 한정되는 것이 아니다. 오히려 첨부된 청구범위의 사상 및 범위를 일탈함이 없이 본 발명에 대한 다수의 변경 및 수정이 가능함을 당업자들은 잘 이해할 수 있을 것이다.Above, the present invention has been shown and described in connection with a preferred embodiment for illustrating the principle of the present invention, but the present invention is not limited to the configuration and operation as shown and described as such. Rather, it will be well understood by those skilled in the art that many changes and modifications may be made to the present invention without departing from the spirit and scope of the appended claims.

10...자가 균형 통합 테스트 장치
20...제어 모듈
30...자가 균형 탑승 로봇
100...자가 균형 테스트 로봇10... self-balancing integrated test device
20...control module
30... self-balancing boarding robot
100... self-balancing test robot

Claims (13)

지면에 안착 배치되는 고정 플랫폼(5)과, 상기 고정 플랫폼(5)에 이격되어 상대 운동 가능하게 배치되는 운동 플랫폼(4)과, 일단은 상기 고정 플랫폼(5)에 그리고 타단은 상기 운동 플랫폼(4) 측에 상대 운동 가능하게 연결되고 길이를 따라 신장 수축 가능한 복수 개의 플랫폼 액츄에이터(6)와, 상기 운동 플랫폼(4)과 상기 플랫폼 액츄에이터(6)를 연결하는 플랫폼 조인트(8)와, 상기 플랫폼 액츄에이터(6)에 신장 수축 구동력을 제공하는 플랫폼 액츄에이터 모터(7)와, 상기 운동 플랫폼(4)의 일면 상에 고정 장착되는 픽싱 플레이트(9a)와, 상기 픽싱 플레이트(9a)에 일축 회동 가능하게 장착되는 무빙 플레이트부(9b)와, 적어도 상기 무빙 플레이트부(9b)의 축회동 틸팅각(θa)을 감지하는 플레이트 감지부(9c)를 포함하는 모션 시뮬레이터(10)와,
적어도 상기 무빙 플레이트부(9b)의 축회동 틸팅각(θa)을 검출하여 저장하는 제어 모듈(20)과,
자가 균형 탑승 로봇(30)에 탑재되고 상기 제어 모듈(20)로부터 적어도 상기 축회동 틸팅각(θa)을 입력받는 자가 균형 테스트 로봇(100)를 포함하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1).A fixed platform 5 seated and disposed on the ground, an exercise platform 4 spaced apart from the fixed platform 5 to enable relative movement, one end to the fixed platform 5 and the other end of the exercise platform ( 4) a plurality of platform actuators (6) that are connected to the side for relative movement and can be extended and contracted along a length, a platform joint (8) connecting the movement platform (4) and the platform actuator (6), and the platform A platform actuator motor 7 that provides an extension and contraction driving force to the actuator 6, a fixing plate 9a fixedly mounted on one surface of the movement platform 4, and a uniaxial rotation to the fixing plate 9a. A motion simulator 10 including a moving plate part 9b to be mounted, and a plate detection part 9c for sensing at least an axial rotation and tilting angle θa of the moving plate part 9b,
A control module 20 that detects and stores at least the axial rotation and tilt angle θa of the moving plate part 9b;
A self-balancing boarding robot integrated test apparatus (1) comprising a self-balancing test robot (100) mounted on the self-balancing boarding robot (30) and receiving at least the axial rotation and tilting angle (θa) from the control module (20). 제 1항에 있어서,
상기 무빙 플레이트부(9b)는:
상기 픽싱 플레이트(9a)에 고정 장착되는 무빙 플레이트 샤프트 홀더(91b)와,
상기 무빙 플레이트 축 홀더(91c)에 회동 가능하게 배치되는 무빙 플레이트 샤프트(93b)와,
상기 무빙 플레이트 샤프트(93b)에 연결되어 상기 픽싱 플레이트(9a)에 축 회동 가능하게 배치되는 무빙 플레이트(95b)와,
일단이 상기 무빙 플레이트(95b)의 일면 상에 위치 고정되어 배치되는 무빙 플레이트 바(97b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1).The method of claim 1,
The moving plate portion 9b is:
A moving plate shaft holder 91b fixedly mounted on the fixing plate 9a,
A moving plate shaft 93b disposed rotatably on the moving plate shaft holder 91c,
A moving plate 95b connected to the moving plate shaft 93b and disposed to be axially rotatable on the fixing plate 9a,
A self-balancing boarding robot integrated test apparatus (1), characterized in that it comprises a moving plate bar (97b), one end of which is fixedly positioned on one surface of the moving plate (95b). 제 2항에 있어서,
상기 플레이트 감지부(9c)는:
상기 무빙 플레이트 샤프트(93b)의 축 회동 각도를 감지하는 무빙 플레이트 앵글 감지부(91c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1).The method of claim 2,
The plate detection unit 9c is:
Self-balancing boarding robot integrated test apparatus (1), characterized in that it comprises a moving plate angle detection unit (91c) for sensing the axial rotation angle of the moving plate shaft (93b). 제 2항에 있어서,
상기 플레이트 감지부(9c)는:
상기 무빙 플레이트(95b)의 일면 상에 배치되어 테스트 탑승자에 의하여 가압되는 힘을 감지하는 무빙 플레이트 포스 감지부(93c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1).The method of claim 2,
The plate detection unit 9c is:
A self-balancing boarding robot integrated test apparatus (1), comprising: a moving plate force sensing unit (93c) disposed on one surface of the moving plate (95b) to detect a force pressed by a test occupant. 제 4항에 있어서,
상기 무빙 플레이트 포스 감지부(93c)는:
상기 무빙 플레이트(95b)의 배치되는 포스 로워 플레이트(931c)와,
상기 로워 플레이트(931c)와 이격 배치되는 포스 어퍼 플레이트(933c)와,
상기 포스 로워 플레이트(931c)와 상기 포스 어퍼 플레이트(933c)의 사이에 접촉 배치되는 포스 로드셀(935c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1).The method of claim 4,
The moving plate force sensing unit 93c is:
A force lower plate 931c disposed on the moving plate 95b,
A force upper plate 933c spaced apart from the lower plate 931c,
A self-balancing boarding robot integrated test apparatus (1), comprising: a force load cell (935c) disposed in contact between the force lower plate (931c) and the force upper plate (933c). 제 2항에 있어서,
상기 플레이트 감지부(9c)는:
상기 무빙 플레이트(95b)의 일면 상에 배치되어 상기 무빙 플레이트(95b)의 가속도를 포함하는 관성 정보를 감지하는 무빙 플레이트 관성 감지부(95c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1).The method of claim 2,
The plate detection unit 9c is:
A self-balancing boarding robot integrated test apparatus comprising a moving plate inertial detection unit 95c disposed on one surface of the moving plate 95b to detect inertia information including acceleration of the moving plate 95b. (One). 제 1항에 있어서,
상기 무빙 플레이트부(9b)는:
상기 픽싱 플레이트(9a)에 고정 장착되는 무빙 플레이트 샤프트 홀더(91b)와,
상기 무빙 플레이트 축 홀더(91c)에 회동 가능하게 배치되는 무빙 플레이트 샤프트(93b)와,
상기 무빙 플레이트 샤프트(93b)에 연결되어 상기 픽싱 플레이트(9a)에 축 회동 가능하게 배치되는 무빙 플레이트(95b)와,
일단이 상기 무빙 플레이트(95b)의 일면 상에 위치 고정되어 배치되는 무빙 플레이트 바(97b)와,
상기 무빙 플레이트 샤프트(93b)와 연결되는 무빙 플레이트 샤프트 구동부(99b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1).The method of claim 1,
The moving plate portion 9b is:
A moving plate shaft holder 91b fixedly mounted on the fixing plate 9a,
A moving plate shaft 93b disposed rotatably on the moving plate shaft holder 91c,
A moving plate 95b connected to the moving plate shaft 93b and disposed to be axially rotatable on the fixing plate 9a,
A moving plate bar 97b whose one end is fixedly disposed on one surface of the moving plate 95b,
Self-balancing boarding robot integrated test apparatus (1), characterized in that it comprises a moving plate shaft driving unit (99b) connected to the moving plate shaft (93b). 제 7항에 있어서,
상기 무빙 플레이트(95b)는 두 개가 구비되고, 상기 무빙 플레이트 샤프트 구동부(99b)는 두 개가 구비되는 것을 특징으로 하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1).The method of claim 7,
The self-balancing boarding robot integrated test apparatus (1), characterized in that two moving plates (95b) are provided, and two moving plate shaft drive units (99b) are provided. 제 1항에 있어서,
상기 제어 모듈(20)은:
사전 설정된 노면 프로파일을 제공하도록 상기 플랫폼 액츄에이터 모터(7)에 시뮬레이터 구동 제어 신호를 인가하고, 적어도 상기 축회동 틸팅각(θa)을 수신하는 제어 모듈 제어부(21)와,
적어도 상기 축회동 틸팅각(θa)을 저장하는 제어 모듈 저장부(23)를 포함하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1).The method of claim 1,
The control module 20 is:
A control module control unit 21 that applies a simulator driving control signal to the platform actuator motor 7 to provide a preset road surface profile, and receives at least the shaft rotation tilt angle θa,
A self-balancing boarding robot integrated test apparatus (1) comprising a control module storage unit (23) for storing at least the axial rotation and tilting angle (θa). 제 9항에 있어서,
상기 무빙 플레이트부(9b)는: 상기 픽싱 플레이트(9a)에 고정 장착되는 무빙 플레이트 샤프트 홀더(91b)와, 상기 무빙 플레이트 축 홀더(91c)에 회동 가능하게 배치되는 무빙 플레이트 샤프트(93b)와, 상기 무빙 플레이트 샤프트(93b)에 연결되어 상기 픽싱 플레이트(9a)에 축 회동 가능하게 배치되는 무빙 플레이트(95b)와, 일단이 상기 무빙 플레이트(95b)의 일면 상에 위치 고정되어 배치되는 무빙 플레이트 바(97b)를 포함하고,
상기 플레이트 감지부(9c)는: 상기 무빙 플레이트 샤프트(93b)의 축 회동 각도를 감지하는 무빙 플레이트 앵글 감지부(91c)와, 상기 무빙 플레이트(95b)의 일면 상에 배치되어 테스트 탑승자에 의하여 가압되는 힘을 감지하는 무빙 플레이트 포스 감지부(93c)를 포함하고, ,
상기 무빙 플레이트 포스 감지부(93c)는: 상기 무빙 플레이트(95b)의 배치되는 포스 로워 플레이트(931c)와, 상기 로워 플레이트(931c)와 이격 배치되는 포스 어퍼 플레이트(933c)와, 상기 포스 로워 플레이트(931c)와 상기 포스 어퍼 플레이트(933c)의 사이에 접촉 배치되는 포스 로드셀(935c)를 포함하고,
상기 제어 모듈(20)은 상기 포스 로드셀(935c)로부터 감지 입력되는 무빙 플레이트 포스 감지 신호를 이용하여 COP(Center of Pressure)로부터 테스트 탑승자로 유발되는 탑승자 외란 모멘트를 산출 이용하여 상기 자가 균형 테스트 로봇(100)의 가동 웨이트의 위치 조정을 실행하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1).The method of claim 9,
The moving plate part 9b includes: a moving plate shaft holder 91b fixedly mounted on the fixing plate 9a, a moving plate shaft 93b disposed rotatably on the moving plate shaft holder 91c, A moving plate 95b connected to the moving plate shaft 93b so as to be axially rotatable on the fixing plate 9a, and a moving plate bar having one end fixedly positioned on one surface of the moving plate 95b Including (97b),
The plate detection unit 9c includes: a moving plate angle detection unit 91c that senses an axial rotation angle of the moving plate shaft 93b, and is disposed on one surface of the moving plate 95b to be pressed by a test occupant. Including a moving plate force detection unit (93c) for sensing the force,,
The moving plate force detection unit 93c includes: a force lower plate 931c disposed of the moving plate 95b, a force upper plate 933c disposed spaced apart from the lower plate 931c, and the force lower plate Including a force load cell (935c) disposed in contact between (931c) and the force upper plate (933c),
The control module 20 calculates the occupant disturbance moment caused by the test occupant from the center of pressure (COP) using the moving plate force detection signal sensed and input from the force load cell 935c, and the self-balancing test robot ( Self-balancing boarding robot integrated test apparatus (1), characterized in that the position adjustment of the movable weight of 100) is performed. 제 10항에 있어서.
상기 제어 모듈 제어부(21)는:
상기 플랫폼 액츄에이터 모터(7)의 구동을 제어하여 노면 시뮬레이션 프로파일을 제공하는 플랫폼 프로파일 제공 모듈(211)과,
상기 무빙 플레이트(95b)의 평형 상태를 유지하기 위한 무빙 플레이트 평형 제어 모듈(213)과,
상기 플랫폼 프로파일 제공 모듈(211)과 무빙 플레이트 평형 제어 모듈(213)을 통하여 상기 무빙 플레이트의 좌표 정보로부터 상기 플랫폼 액츄에이터의 길이를 산출하는 역기구학 과정을 실행하는 역기구학 모듈(215)과,
상기 플랫폼 액츄에이터의 길이를 제어하도록 상기 플랫폼 액츄에이터 모터(7)의 구동을 제어하는 플랫폼 액츄에이터 제어 모듈(211)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1).The method of claim 10.
The control module control unit 21 includes:
A platform profile providing module 211 that controls the driving of the platform actuator motor 7 to provide a road surface simulation profile, and
A moving plate balance control module 213 for maintaining an equilibrium state of the moving plate 95b,
Inverse kinematics module 215 for executing an inverse kinematics process of calculating the length of the platform actuator from coordinate information of the moving plate through the platform profile providing module 211 and the moving plate balance control module 213,
Self-balancing boarding robot integrated test apparatus (1), characterized in that it comprises a platform actuator control module (211) for controlling the driving of the platform actuator motor (7) to control the length of the platform actuator. 제 1항에 있어서,
상기 자가 균형 테스트 로봇(100)은:
자가 균형 탑승 로봇(30)의 발판 일면 상에 수직 장착되는 가동 웨이트 샤프트(110s)와,
상기 가동 웨이트 샤프트(31)의 길이를 따라 배치 가능한 가동 웨이트(120)와,
상기 가동 웨이트 샤프트(110s)의 일단에 회동력을 제공하는 가동 웨이트 구동부(130)와,
상기 가동 웨이트(120)의 움직임에 따른 상기 자가 균형 탑승 로봇의 모멘트 변화를 측정하기 위해 상기 가동 웨이트 샤프트(110s)에 배치되는 모멘트 측정센서(140)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치(1).The method of claim 1,
The self-balancing test robot 100 is:
A movable weight shaft 110s vertically mounted on one side of the footrest of the self-balancing boarding robot 30,
A movable weight 120 that can be disposed along the length of the movable weight shaft 31,
A movable weight driving unit 130 for providing a rotational force to one end of the movable weight shaft 110s,
Integrating a self-balancing boarding robot comprising a moment measurement sensor 140 disposed on the movable weight shaft 110s to measure a change in the moment of the self-balancing boarding robot according to the movement of the movable weight 120 Test device (1). 제 1항에 있어서,
자가 균형 로봇(30)의 발판에 안착될 수 있는 레그부가 마련된 베이스 프레임(110);
상기 레그부를 통해 상기 자가 균형 차량의 발판에 편심된 하중을 가할 수 있도록 상기 베이스 프레임에 가동적으로 지지되는 가동 웨이트(120);
상기 베이스 프레임에 배치되어 상기 가동 웨이트를 상기 베이스 프레임에 대해 움직이는 가동 웨이트 구동부(130); 및
상기 가동 웨이트의 움직임에 따른 상기 자가 균형 차량의 모멘트 변화를 측정하기 위해 상기 베이스 프레임에 배치되는 모멘트 측정센서(140);를 포함하는 것을 특징으로 하는 자가 균형 탑승 로봇 통합 테스트 장치.
The method of claim 1,
A base frame 110 provided with a leg portion that can be seated on the footrest of the self-balancing robot 30;
A movable weight 120 movably supported on the base frame to apply an eccentric load to the footrest of the self-balancing vehicle through the leg portion;
A movable weight driving unit 130 disposed on the base frame to move the movable weight relative to the base frame; And
A self-balancing boarding robot integrated test apparatus comprising: a moment measuring sensor (140) disposed on the base frame to measure a change in a moment of the self-balancing vehicle according to the movement of the movable weight.
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