KR102243377B1 - 보행 자동화 로봇 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 보행 자동화 로봇 시스템(1000)에는 보행 속도를 재현하는 트레드 밀(1-5)의 전방위치에 놓여 보행 모션을 발생시키고, 상기 트레드밀(1-5)의 전장 길이를 로봇 탑승 동선으로 하는 착용로봇(1-1), 착용로봇(1-1)의 측면에 놓여 하네스(50)와 무게 추(23)의 힘 균형 조절을 통한 무게보상을 수행해 주는 BWS(1), 착용로봇(1-1)의 뒤쪽에 놓여 상기 보행 모션에 대해 상하/좌우 이동의 병진 운동과 카운터 밸런스를 수행해 주는 2 자유도 수동 메커니즘 장치(120)가 포함됨으로써 로봇 탑승의 이동거리 동선단축과 시스템 점유공간축소에 의한 건물의 공간 활용도 향상을 통해 사용자 측면 개선이 이루어지고, 특히 훈련효과파악에 카메라/토크 센서/힘 센서를 이용하면서 체형 적합성을 위한 로봇 길이/높이/폭 조절의 자동화로 시스템 개선이 함께 이루어지는 특징을 갖는다.
Description
본 발명은 보행 재활 훈련을 위한 로봇 시스템에 관한 것으로, 특히 착용로봇에 대한 접근성 및 장비 세팅에 대한 조작성을 크게 향상하면서 시스템 운영에 필요한 공간을 줄일 수 있는 보행 자동화 로봇 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 보행 자동화 로봇 시스템은 착용로봇, BWS(Body Weight Support), 트레드밀(Treadmill), 디스플레이 등을 조합함으로써 보행 훈련자의 보행훈련을 총괄적으로 서포트하여 준다.
구체적으로 상기 착용로봇은 탈/장착 기능으로 보행 훈련자에 대한 탑재성을 제공하면서 액추에이터 동력으로 보행 모션을 발생시켜 주고, 상기 BWS는 보행 훈련자가 받는 부담하중의 가변으로 훈련강도를 조절하고, 상기 트레드 밀은 착용로봇의 보행 모션에 맞춘 보행속도를 생성하며, 상기 디스플레이는 훈련 중 시각 화면을 제공하여 준다.
그러므로 상기 보행 자동화 로봇 시스템은 착용로봇, BWS의 조합으로 뇌 가소성을 통한 보행 훈련에 도움이 되는 2족 보행 자세 경험을 효과적으로 얻을 수 있도록 한다.
하지만, 기존의 보행 자동화 로봇 시스템은 하기와 같은 개선 사항을 포함하고 있다.
무엇보다 기존의 보행 자동화 로봇 시스템은 트레드밀에서 착용로봇에 접근하는 이동 동선이 길어 보행 훈련자에게 불편을 줄뿐만 아니라 착용 조작을 위해선 보행 훈련자에 대한 착용로봇의 이동이 요구되어 시스템 조작자(예, 재활 치료사)의 수동조작을 과다하게 요구하고 있다.
더구나 기존의 보행 자동화 로봇 시스템은 보행 훈련자에게 맞춰지는 착용로봇의 움직임을 위한 공간적 여유가 크게 필요함으로써 공간 확보에 어려움이 있는 병원과 같은 건물에 설치되는데 불리할 수밖에 없다.
한 예로서,Hocoma사의 LokomatTM 또는 P&S Mechanics의 WalkBotTM은 보행 훈련자 및 시스템 조작자(예, 재활 치료사)의 불편이 과도하면서 착용로봇의 움직임이 필요한 공간적 여유로 인해 설치 어려움도 갖는 보행 자동화 로봇 시스템을 대표한다.
이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 BWS/트레드 밀/디스플레이의 집중화로 시스템의 공간적 점유를 낮추면서 착용로봇 접근성 및 장비 세팅 조작성을 크게 향상시켜 주고, 특히 BWS에 부가된 윈치와 무게 추 조합에 의한 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)의 보행하중보상을 이용한 보행 훈련자의 보행훈련강도 조절, 보행모션의 상하이동에 대한 카운터 밸런스 효과(Counter-Balancing Effect)와 보행모션의 좌우이동에 대한 스프링 병진운동 효과를 이용한 착용로봇 움직임 안정화, 착용로봇 높이 조절을 이용한 고관절 위치 세팅, 다양한 센서를 활용한 훈련 정보 및 효과 습득으로 추후 빅 데이터 및 AI(Artificial Intelligence) 활용성을 제공할 수 있는 보행 자동화 로봇 시스템의 제공에 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 보행 자동화 로봇 시스템은 보행 자동화 로봇 시스템은 좌우로 관절 링크를 갖추고, 보행 모션을 생성해 주는 착용 로봇; 상기 관절 링크가 보행 속도를 재현하는 트레드밀의 입구 쪽을 향해 위치되도록 상기 착용로봇을 지지해 주는 세팅 시스템; 상기 보행 모션이 지속되도록 상하/좌우 운동으로 보행 모션 보조를 수행해 주는 훈련 시스템; 상기 보행 모션을 보행 훈련 데이터로 검출 및 저장하여 훈련 정보로 축적해 주는 부가 시스템이 포함되는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 착용 로봇은 상기 관절 링크에 고관절 조인트와 무릎 관절 조인트를 구비하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예로서, 상기 세팅 시스템과 상기 훈련 시스템은 상기 트레드 밀의 입구 반대쪽으로 위치한다.
바람직한 실시예로서, 상기 세팅 시스템은 모션 서포터 프레임과 연결되어 상기 착용로봇의 수직 높이를 조절해 주는 로봇 높이 조절기를 포함하고, 상기 로봇 높이 조절기는 모터의 회전력을 볼 스크류 로드의 직선 이동력으로 상기 모션 서포터 프레임의 1축 프레임 브래킷을 위로 올려준다.
바람직한 실시예로서, 상기 세팅 시스템은 상기 모션 서포터 프레임을 매개로 상기 훈련 시스템과 연결되어 상기 착용로봇의 인출 길이를 조절해 주는 로봇 인출 조절기를 포함하고, 상기 로봇 인출 조절기는 상기 훈련 시스템의 가이더 블록이 상기 모션 서포터 프레임의 로봇 인출 가이더를 따라 이동되어 상기 착용로봇의 인출 길이를 조절해 준다.
바람직한 실시예로서, 상기 훈련 시스템에는 윈치와 무게 추의 조합을 이용한 중량 밸런스 효과로 하네스에 걸린 하네스 부가 무게를 보상해주는 BWS, 스프링으로 이루어진 1축 탄성부재의 카운터 밸런스 효과를 이용한 상하운동으로 상기 보행 모션 보조를 수행해 주는 RWS, 스프링으로 이루어진 2축 탄성부재의 좌우 병진운동을 이용한 좌우운동으로 상기 보행 모션 보조를 수행해 주는 2축 모션 서포터가 포함된다.
바람직한 실시예로서, 상기 부가 시스템은 상기 착용로봇의 전방에서 상기 트레드밀의 좌우 양쪽으로 위치된 P-바, 상기 착용로봇의 전방에서 상기 트레드밀의 한쪽으로 위치된 로봇 컨트롤러, 상기 착용로봇의 전방에서 상기 트레드밀을 벗어나 위치된 디스플레이, 상기 착용로봇의 전방에서 상기 트레드밀을 벗어나 위치된 카메라 중 어느 하나 이상을 포함한다.
바람직한 실시예로서, 상기 P-바는 하중지지수단으로 제공되고, 하중세기가 검출되도록 힘 센서를 구비한다.
바람직한 실시예로서, 상기 로봇 컨트롤러는 상기 보행 훈련 데이터의 검출 및 저장이 이루어지도록 상기 디스플레이, 상기 트레드 밀, 상기 카메라, 상기 착용로봇의 보행 모션, 상기 세팅 시스템의 로봇 높이 조절기, 상기 훈련 시스템의 BWS에 적용된 윈치를 제어한다. 상기 리모컨은 유선 또는 무선의 조작 신호로 상기 디스플레이의 작동, 상기 트레드 밀의 작동, 상기 카메라의 작동, 상기 착용로봇의 엑추에이터 작동, 로봇 높이 조절기의 모터 작동, BWS의 윈치 작동을 제어한다.
이러한 본 발명의 보행 자동화 로봇 시스템은 하기와 같은 작용 및 효과를 구현한다.
첫째, 착용로봇이 보행 훈련자 위치에 맞춰진 전방 로봇 탑재 방식 배열의 조작 중심형 시스템 구성을 적용함으로써 착용로봇에 대한 접근성 및 장비 세팅에 대한 조작성의 향상과 함께 시스템 점유 공간 축소가 가능하여 기존의 후방 로봇 탑재 방식 배열의 장비 중심형 시스템 구성(예, Hocoma사의 LokomatTM 또는 P&S Mechanics의 WalkBotTM)이 갖던 단점이 모두 해소된다. 둘째, 윈치와 무게 추 조합에 의한 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)를 BWS에 부가함으로써 보행 훈련자에 대한 가변적인 보행하중보상으로 보행훈련강도 조절이 가능하다. 셋째, 보행모션의 상하이동에 대한 스프링의 카운터 밸런스 효과(Counter-Balancing Effect)를 발생하는 RWS(Robot Weight Support)가 착용로봇과 연계됨으로써 착용로봇에 대한 로봇 무게 보상과 함께 고정된 착용로봇에 의한 트레이니의 상하운동 안정성을 향상시켜 준다. 넷째, 보행모션의 좌우이동에 대한 스프링 병진운동 효과를 발생하는 2축 모션 서포터가 착용로봇과 연계됨으로써 착용로봇에 대한 무게중심이동 안정화와 함께 고정된 착용로봇에 의한 트레이니의 좌우운동 안정성을 향상시켜 준다. 다섯째, 높낮이 조절이 이루어지는 높이 조절기가 착용로봇과 연계됨으로써 착용로봇의 고관절 위치 세팅을 용이하게 한다. 여섯째, 카메라/토크 센서/힘 센서가 조합된 다양한 센서가 시스템 장비와 연계됨으로써 보행훈련 피드백(feedback)제어는 물론 훈련 정보 및 효과 습득을 정보로 축적하여 추후 빅 데이터 및 AI(Artificial Intelligence) 활용성을 제공할 수 있다. 일곱째,시스템 사용자의 수동조작을 크게 줄여줌으로써 시스템 운영 또는 조작에 대한 사용자 편의성이 크게 높아진다.
도 1은 본 발명에 따른 보행 자동화 로봇 시스템이 세팅 시스템과 훈련 시스템 및 부가 시스템으로 구성된 예이고, 도 2는 본 발명에 따른 세팅 시스템을 구성하는 로봇 높이 조절기의 구성도이며, 도 3은 본 발명에 따른 로봇 높이 조절기를 통한 착용로봇의 고관절 위치세팅의 예이고, 도 4는 본 발명에 따른 세팅 시스템을 구성하는 로봇 인출 조절기의 구성 및 작동 상태이며, 도 5는 본 발명에 따른 훈련 시스템을 구성하는 BWS의 예이며, 도 6은 본 발명에 따른 훈련 시스템을 구성하는 2 자유도 수동 메커니즘 장치가 RWS와 2축 모션 서포터로 구성된 예이고, 도 7은 본 발명에 따른 RWS의 레이아웃 예이며, 도 8은 본 발명에 따른 BWS 작동 상태이고, 도 9는 본 발명에 따른 RWS 및 2축 모션 서포터의 상하/좌우 움직임 구현 상태이다.
이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
도 1을 참조하면, 보행 자동화 로봇 시스템(1000)은 착용로봇(1-1)을 중심으로 하여 로봇 높이 조절기(1-6)/로봇 인출 조절기(1-8)를 세팅 시스템으로, BWS(Body Weight Support)(1)/RWS(Robot Weight Support)(130)와 2축 모션 서포터(140)로 이루어진 2 자유도 수동 메커니즘 장치(120)를 훈련 시스템으로, P-바(1-2)/로봇 컨트롤러(1-3)/디스플레이(1-4)/트레드 밀(Treadmill)(1-5)/리모컨(1-7)/카메라(1-9)/유저 인터페이스(2000)를 부가 시스템으로 구성한다.
특히 상기 보행 자동화 로봇 시스템(1000)은 착용 로봇(1-1)이 트레이니(100)의 위치에 맞춰진 전방 로봇 탑재 방식 배열로 구성됨으로써 보행 자동화 로봇 시스템(1000)이 후방 로봇 탑재 방식 배열의 장비 중심형 시스템 구성을 갖는 Hocoma사의 LokomatTM 또는 P&S Mechanics의 WalkBotTM의 단점이 모두 해소된 보행 자동화 로봇 시스템으로 특징된다.
이하에서 상기 착용로봇(1-1), 상기 로봇 높이 조절기(1-6), 상기 로봇 인출 조절기(1-8), 상기 BWS(1), 상기 RWS(130), 상기 2축 모션 서포터(140), 상기 P-바(1-2), 상기 로봇 컨트롤러(1-3), 상기 디스플레이(1-4), 상기 트레드밀(1-5), 상기 카메라(1-9) 등에 대한 위치는 XYZ좌표계를 적용할 때, 트레이니(100)의 이동이 X 방향으로 나아가는 방향을 착용로봇(1-1)의 전방으로 정의하는 반면 그 반대 이동을 착용로봇(1-1)의 후방으로 정의한다. 즉 “전방”은 착용로봇(1-1)을 착용한 트레이니(100)가 바라보는 방향을 의미한다.
일례로 상기 착용로봇(1-1)은 트레이니(100)의 위치에 맞춰진 전방 로봇 탑재 방식 배열을 가짐으로써 시스템 사용자(예, 재활 치료사)에게 트레이니(100)의 로봇 착용 조작에 대한 수동조작이 최소화될 수 있게 한다.
이를 위해 상기 착용로봇(1-1)은 트레드 밀(1-5)의 앞쪽(즉, 진입하여 이동하는 XYZ 좌표의 X방향)에 위치되고, RWS(130)의 좌/우측 RWS(130A,130B)와 이어진 지지 링크(2)의 각각에 연결된 관절 링크(3), 상기 관절 링크(3)를 고관절과 무릎 관절로 구분해 주는 고관절 조인트(3A)와 무릎 관절 조인트(3B)를 구성요소로 한다. 나아가 상기 고관절 조인트(3A)와 상기 무릎 관절 조인트(3B)의 각각에는 보행 모션 생성을 위한 리모컨(1-7)으로 조작되는 액추에이터가 구비되고, 특히 트레이니(100)의 보행 훈련에 대한 피드백(feedback) 데이터로 활용되도록 토크센서 또는 엔코더를 구비할 수 있다.
일례로 상기 세팅 시스템은 시스템 사용자(예, 재활 치료사)에게 트레이니(100)에게 필요한 착용로봇(1-1)의 착용 움직임에 대한 수동조작이 최소화될 수 있게 한다.
이를 위해 상기 세팅 시스템은 로봇 높이 조절기(1-6)를 이용하여 착용로봇(1-1)의 수직 높이가 트레이니(100)의 고관절에 맞춰 높이 조절될 수 있고, 로봇 인출 조절기(1-8)를 이용하여 착용로봇(1-1)의 수평 길이가 트레이니(100)의 위치에 맞춰 길이 조절될 수 있다.
일례로 상기 훈련 시스템은 시스템 사용자(예, 재활 치료사)에게 트레이니(100)의 보행 훈련에서 필요한 착용로봇(1-1)의 보행 모션 안정성을 최대화한 상태로 보행 훈련을 수행할 수 있게 한다.
이를 위해 상기 훈련 시스템은 BWS(1)의 약 0~80kg에 대한 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)로 트레이니(100)에 대한 보행훈련 강도를 조절할 수 있고, RWS(130)의 상하 운동에 대한 카운터 밸런스 효과(Counter-Balancing Effect)로 트레이니(100)에게 로봇 무게를 가하지 않으며, 2축 모션 서포터(140)의 좌우 운동에 대한 병진운동으로 트레이니(100)에게 무게중심이동 안정성을 제공한다.
일례로 상기 부가 시스템은 시스템 사용자(예, 재활 치료사)에게 트레이니(100)의 보행 훈련 정보로 축적되는 보행 훈련 과정 및 효과를 데이터로 검출하고, 검출 데이터를 축적하여 추후 빅 데이터 및 AI(Artificial Intelligence)로 활용할 수 있게 한다.
이를 위해 상기 부가 시스템은 P-바(1-2)와 디스플레이(1-4), 트레드 밀(Treadmill)(1-5) 및 카메라(1-9)를 훈련자 시스템으로, 로봇 컨트롤러(1-3)와 리모컨(1-7) 및 유저 인터페이스(2000)를 사용자 시스템으로 구분한다.
일례로 상기 P-바(1-2)는 손으로 잡을 수 있는 지지 프레임(5)으로 이루어져 안전봉으로 기능한다. 상기 디스플레이(1-4)는 모니터나 TV를 이용하여 로봇 컨트롤러(1-3)의 제어로 화면을 재생한다. 상기 트레드 밀(1-5)은 로봇 컨트롤러(1-3)의 제어로 구동되거나 독자적으로 구동되어 다양한 보행속도를 발생한다. 상기 카메라(1-9)는 보행 훈련 시 상태를 확인/녹화/저장하고, 로봇 컨트롤러(1-3)로 제공한다.
특히 상기 P-바(1-2)에는 힘 센서(7)가 구비되고, 상기 힘 센서(7)는 지지 프레임(5)이 모션 서포터 프레임(150)의 1축 마운팅 프레임(150-1)(도 2 참조)에 고정되는 끝단부위로 위치됨으로써 트레이니(100)가 보행 훈련 중 로드 바(5)를 누르는 압력을 검출하고, 이를 로봇 컨트롤러(1-3)에 전송하여 준다. 이 경우 상기 힘 센서(7)는 로드 셀(Load Cell)을 포함한 압력 센서가 적용된다.
일례로 상기 로봇 컨트롤러(1-3)는 마이크로 제어 장치(Micro Controller Unit) 또는 컴퓨터로 구성된다. 상기 유저 인터페이스(3000)는 트레이니(100)의 정보(예, 신체 치수 값)를 입력 값으로 설정 및 변경하여 로봇 컨트롤러(1-3)에 제공한다. 상기 리모컨(1-7)은 유선 또는 무선(예, 블루투스(Bluetooth))으로 작동신호를 발생한다.
특히 상기 로봇 컨트롤러(1-3)는 BWS(1)의 와이어 장력 조정, 트레이드 밀(1-5)의 보행속도 차등 재현, 화면 재생 제어, 액추에이터 제어, 착용로봇의 상승 높이 및 인출 길이 조절 제어 등을 위한 로직 또는 프로그램을 탑재하며, 제어 대상별 매칭 맵을 구비하고, 트레이니(100)의 정보(예, 신체 치수 값)를 저장한다.
또한, 상기 리모컨(1-7)은 BWS(1)의 윈치 제어, 착용로봇(1-1)의 액추에이터 제어에 의한 보행 패턴 변화, 디스플레이(1-4)의 화면 재생, 트레드밀(1-5)의 보행속도 조절, 로봇 높이 조절기(1-6)의 높이 조절 등을 조작한다.
한편, 도 2 내지 도 4는 세팅 시스템을 구성하는 로봇 높이 조절기(1-6) 및 로봇 인출 조절기(1-8)의 상세 구성을 나타낸다.
도 2 및 도 3의 로봇 높이 조절기(1-6)를 참조하면, 상기 로봇 높이 조절기(1-6)는 착용로봇(1-1)이 착용로봇 고관절위치(H)를 초기 상태로 형성하도록 모션 서포터 프레임(150)의 1축 마운팅 프레임(150-1)과 1축 프레임 브래킷(153)으로 연결된다. 이를 통해 상기 로봇 높이 조절기(1-6)는 착용로봇(1-1)의 전체적인 높이를 위로 올려 주거나 내려줌으로써 착용로봇(1-1)이 트레이니(100)의 신체 사이즈와 관계없이 고관절 부위로 고관절 조인트(3A)를 위치시켜 줄 수 있다.
구체적으로 상기 로봇 높이 조절기(1-6)는 모터(7), 벨트(7A), 볼 스크류 로드(8), 한 쌍의 가이드 로드(8A,8B), 어저스터 프레임(9) 및 인디게이터(9-1)로 구성된다.
일례로 상기 모터(7)는 회전동력을 발생하고, 상기 벨트(7A)는 모터(7)의 회전력을 볼 스크류 로드(8)로 전달한다. 상기 볼 스크류 로드(8)는 회전력을 직선이동으로 변환하고, 직선이동의 상승 또는 하강을 통해 1축 프레임 브래킷(153)을 위로 올리거나 밑으로 내려 줌으로써 1축 마운팅 프레임(150-1)을 통해 착용로봇(1-1)이 승/하강되도록 한다.
일례로 상기 한 쌍의 가이드 로드(8A,8B)는 볼 스크류 로드(8)의 양쪽으로 위치된 좌측 가이드 로드(8A)와 우측 가이드 로드(8B)로 구성되고, 1축 마운팅 프레임(150-1)과 연결되어 1축 마운팅 프레임(150-1)의 승/하강 이동을 안정적으로 지지한다. 상기 어저스터 프레임(9)은 모터(7), 벨트(7A), 볼 스크류 로드(8), 한 쌍의 가이드 로드(8A,8B), 인디게이터(9-1) 등이 조립 및 결합되는 공간을 제공하고, 상기 인디게이터(9-1)는 볼 스크류 로드(8)의 승/하강 거리 변화를 LED 점등으로 표시하여 준다.
그러므로 상기 로봇 높이 조절기(1-6)의 동작은 모션 서포터 프레임(150)의 1축 마운팅 프레임(150-1)을 착용로봇조절높이(K)(도 3 참조)로 올려 주고, 상기 1축 마운팅 프레임(150-1)은 착용로봇(1-1)을 위로 올려 줌으로써 착용로봇(1-1)의 고관절 조인트(3A)가 착용로봇 고관절위치(H)(도 2 참조)에서 착용로봇 고관절범위(h)(도 3 참조) 만큼 위로 올라갈 수 있다.
그 결과 착용로봇(1-1)은 착용로봇 고관절범위(h)(도 3 참조)를 고관절 세팅 거리로 함으로써 트레이니(100)의 신체 사이즈 차이에서도 항상 정확한 고관절 위치 세팅이 가능하다.
도 4의 로봇 인출 조절기(1-8)를 참조하면, 상기 로봇 인출 조절기(1-8)는 로봇 잠금 커(4), 로봇 인출 가이더(151) 및 가이더 블록(152)으로 구성된다. 이를 통해 상기 로봇 인출 조절기(1-8)는 좌/우측 RWS(130A,130B)와 모션 서포터 프레임(150)의 1축 마운팅 프레임(150-1)을 연결함으로써 로봇 잠금 커(4)를 해제한 후 착용로봇(1-1)을 잡아당겨 트레이니(100)쪽으로 전진 배치시켜 줄 수 있다.
일례로 상기 로봇 잠금 커(4)는 로드나 후크를 적용하여 모션 서포터 프레임(150)의 1축 마운팅 프레임(150-1)을 관통해 좌측 RWS(130A) 및/또는 우측 RWS(130B)의 이동을 구속한다. 상기 로봇 인출 가이더(151)는 빈 공간을 갖는 사각 프레임으로 이루어져 1축 마운팅 프레임(150-1)에 길이 방향으로 구비된다. 상기 가이더 블록(152)은 좌측 RWS(130A) 및/또는 우측 RWS(130B)에서 돌출되어 로봇 인출 가이더(151)의 사각 프레임 공간에서 사각 프레임과 결합된다.
그러므로 상기 로봇 인출 조절기(1-8)는 시스템 사용자가 로봇 잠금 커(4)를 뽑아낸 후 착용로봇(1-1)이나 좌측 RWS(130A) 및/또는 우측 RWS(130B)을 잡아 당겨 주면, 가이더 블록(152)이 당김력에 의해 로봇 인출 가이더(151)를 따라 빠져나오게 된다.
그 결과 착용로봇(1-1)은 트레이니(100)쪽으로 전진 배치되고, 이후 착용로봇(1-1)은 시스템 사용자가 밀어내는 동작으로 다시 초기 위치로 복귀된다.
한편 도 5 내지 도 7은 BWS(1) 및 2 자유도 수동 메커니즘 장치(120)의 RWS(130)와 2축 모션 서포터(140)의 세부 구성을 나타낸다.
도 5의 BWS(1)를 참조하면, 상기 BWS(1)는 서포트 프레임(10-1), 윈치보상 견인장치(10-2) 및 하네스(Harness)(50)로 구성된다. 이를 통해 상기 BWS(1)는 트레이니(Trainee)(100)(예, 보행 훈련자)로 인해 하네스(50)에 걸린 하네스 부가 무게에 대해 약 0~80kg를 보상하중범위로 하고, 윈치보상 견인장치(10-2)의 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)로 트레이니(100)가 받는 부담 하중을 보상하중범위의 약 60%까지 조정하여 보행훈련 강도의 조절을 수행할 수 있다.
일례로 상기 서포트 프레임(10-1)은 트러스 구조로 이루어지고, 윈치 와이어(21-1)가 걸어진 와이어 롤러(10A)를 구비한다. 상기 하네스(50)는 서포트 프레임(10-1)에서 노출된 윈치 와이어(21-1)의 하네스 연결단(21-1A)과 연결되고, 트레이니(100)가 입을 수 있는 착용 시트를 구비한다. 상기 윈치보상 견인장치(10-2)는 윈치 와이어(21-1)가 받는 하네스 부가 무게에 대한 약 0~80kg의 보상하중범위로 무게 추(27)의 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)을 이용한 하중보상이 이루어지고, 보행훈련 강도조절을 위한 무게 추(27)의 변경/고정에 대한 수동조작을 제거하며, 빅 데이터 및 AI(Artificial Intelligence)영역으로 확장되는 훈련성과 분석/개선의 퍼스널 데이터로 축적할 수 있다.
구체적으로 상기 윈치보상 견인장치(10-2)는 자중보상 윈치(20), 윈치 모션 가이더(30) 및 윈치 센서(40)로 구성된다.
일례로 상기 자중보상 윈치(20)는 윈치 와이어(21-1)를 풀거나 감아주는 전동식 윈치(Winch)(21), 윈치 발란서 와이어(23-1)를 매개로 윈치(21)와 역방향 이동으로 윈치 구조물의 총 무게(중량)를 상쇄하는 윈치 발란서(Winch Balancer)(23), 무게 추 연결대(29)로 윈치(21)와 연결된 상태에서 단위 무게 추의 조합을 이용하여 트레이니(100)에 의해 하네스(50)에 가해진 하네스 부가무게를 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)로 하중 보상하는 무게 추(27)로 구성된다.
일례로 상기 윈치 모션 가이더(30)는 윈치 와이어(21-1)와 연계된 윈치(21)의 상하이동을 안정적으로 안내하도록 4개를 쌍으로 하는 메인 포스트(31), 윈치(21)를 장착하여 메인 포스트(31)와 함께 상하이동되는 윈치 플레이트(33), 서포트 프레임(10-1)에 고정된 센서 플레이트(35), 윈치 발란서(23)의 상하이동을 안정적으로 안내하는 서브 포스트(37), 서브 포스트(37)가 고정된 포스트 브래킷(37-1)을 구비한 사이드 플레이트(39)로 구성된다.
일례로 상기 윈치 센서(40)는 센서 플레이트(35)에 구비되어 메인 포스트(31)의 상방향 이동에 대한 스토퍼로 작용하면서 윈치(21)의 상방향 이동 상태를 제한해주는 윈치 상단 위치 센서(40-1), 센서 플레이트(35)에 구비되어 메인 포스트(31)의 하방향 이동에 대한 스토퍼로 작용하면서 윈치(21)의 하방향 이동 상태를 제한해주는 윈치 하단 위치 센서(40-2), 적외선 센서(45)와 반사판(47)으로 이루어져 무게 추(27)의 수량 중가에 따른 거리변화를 검출하는 무게 검출 센서(40-3)로 구성된다.
특히 상기 윈치 상단 위치 센서(40-1)와 상기 윈치 하단 위치 센서(40-2)의 각각은 위치 센서 타겟(41)과 포토 센서(43)로 구성요소로 한다. 상기 위치 센서 타겟(41)은 로드 바(Rod Bar)의 형태로 직선을 이루고, 상기 포토 센서(43)는 위치 센서 타겟(41)의 상하 이동 경로로 빛을 방출한다. 또한 상기 위치 센서 타겟(41)은 윈치 플레이트(33)에 고정되어 윈치 플레이트(33)와 함께 이동하는 반면 상기 포토 센서(43)는 센서 플레이트(35)에 고정된다.
그러므로 상기 위치 센서 타겟(41)은 위로 올라가 세팅윈치위치(b)에 도달(예, 윈치 상단 위치 센서(40-1))하거나 또는 밑으로 내려가 훈련윈치위치(c)에 도달(예, 윈치 하단 위치 센서(40-2))하고, 상기 포토 센서(43)는 세팅윈치위치(b)에 도달(예, 윈치 상단 위치 센서(40-1))하기 전까지 또는 훈련윈치위치(c)에 도달(예, 윈치 하단 위치 센서(40-2))하기 전까지 위치 센서 타겟(41)로 빛이 차단되지 않는 상태에 있다가 세팅윈치위치(b)에 도달되도록 위로 이동한 위치 센서 타겟(41)으로 빛 차단 상태로 전환됨으로써 윈치(21)가 초기윈치위치(a)에서 세팅윈치위치(b) 또는 세팅윈치위치(b)에서 훈련윈치위치(c)로 이동했음이 시스템 사용자(예, 재활 치료사)에게 인지된다. 이 경우 상기 위치 센서 타겟(41)은 초기윈치위치(a)에서 포토 센서(43)의 빛을 차단하도록 구성됨과 같이 역으로 작동하도록 설정될 수 있다.
도 6,7의 RWS(130)와 2축 모션 서포터(140)를 참조하면, 상기 RWS(130)는 로봇 인출 조절기(1-8)(도 4 참조)와 연계되어 착용로봇(1-1)의 인출 위치를 조절하며, 상기 2축 모션 서포터(140)는 착용로봇(1-1)의 좌우 운동의 반대방향 좌우 병진운동으로 무게중심이동의 안정성을 발생한다.
구체적으로 상기 RWS(130)는 1축 마운팅 프레임(150-1)에 결합되어 부품 조립공간으로 제공하면서 “ㄷ"자 형상으로 이루어진 고정 브래킷(131), 고정 브래킷(131)에 수직하게 세워져 상하 이동 블록(137)과 결합되면서 한 쌍의 제1 ,2 로드(133a,133b)로 이루어진 수직 가이드 로드(133), 수직 가이드 로드(133)를 감싸 상하운동에 따른 탄성 반발력을 제공하도록 한 쌍의 제1,2 탄성부재(135a,135b)로 이루어진 1축 탄성부재(135), 지지 링크(2)로 연결된 착용 로봇(1-1)에 대한 1축 모션을 가능하게 하는 상하 이동 블록(137)로 구성된다.
특히 상기 RWS(130)는 고정 브래킷(131), 수직 가이드 로드(133), 1축 탄성부재(135) 및 상하 이동 블록(137)을 동일한 구성요소로 하여 상하 운동에 대한 카운터 밸런스 효과(Counter-Balancing Effect)를 발생하는 좌측 RWS(130A)와 우측 RWS(130B)로 구분된다.
이와 같이 상기 RWS(130)는 1축 모션으로 제공하는 상하 운동을 지지 링크(2)를 매개로 연결된 착용로봇(1-1)의 보행 모션과 연계하면서 카운터 밸런스 효과(Counter-Balancing Effect)를 이용한 로봇무게보상으로 로봇 무게가 하중으로 작용되지 않도록 한다.
구체적으로 상기 2축 모션 서포터(140)는 2축 마운팅 프레임(150-2)에 결합된 수평 가이드 로드(141), 수평 가이드 로드(141)에 결합되어 좌우 병진 운동을 발생하는 2축 탄성부재(143), 2축 탄성부재(143)의 한쪽을 지지하면서 수평 가이드 로드(141)와 결합으로 좌우이동방향으로 움직이는 좌우 이동 블록(145), 2축 탄성부재(143)의 다른 쪽을 지지하면서 수평 가이드 로드(141)와 결합으로 좌우이동방향으로 움직이는 바디 어저스터(147), 바디 어저스터(147)와 연결되어 좌우 이동 시 착용로봇(1-1)의 지지 링크(2)와 접촉하여 이동을 제한하는 스토퍼(148), 바디 어저스터(147)에 스프링 반력을 제공하는 보조 스프링(149)으로 구성된다.
특히 상기 바디 어저스터(147)는 2축 탄성부재(143)의 다른쪽을 지지하도록 이동 로드(141a)에 결합된 상태에서 “ ”형상으로 착용 로봇(1-1)의 안쪽 공간으로 돌출된다. 상기 스토퍼(148)는 바디 어저스터(147)의 이동 로드(141a)의 결합부위에 고정된 상태에서 바디 어저스터(147)를 벗어난 길이로 돌출된다.
그러므로 상기 좌측 수평 모션 서포터(140A)의 “ ”형상 바디 어저스터(147)와 상기 우측 수평 모션 서포터(140B)의 “ ”형상 바디 어저스터(147)는 서로 대향됨으로써 “ ”형상으로 착용 로봇(1-1)의 안쪽 공간을 점유하고, 착용 로봇(1-1)의 안쪽 공간에서 트레이니(100)의 사이즈 차이를 흡수하여 준다.
특히 상기 2축 모션 서포터(140)는 수평 가이드 로드(141)와 2축 탄성부재(143), 좌우 이동 블록(145), 바디 어저스터(147), 스토퍼(148) 및 보조 스프링(149)을 동일한 구성요소로 하여 좌측 수평 모션 서포터(140A)와 우측 수평 모션 서포터(140B)로 구분된다.
이와 같이 상기 2축 모션 서포터(140)는 착용로봇(1-1)의 안쪽 공간에서 보행모션의 좌우이동을 그 반대방향으로 보조하는 병진운동을 발생해줌으로써 불안정한 좌우이동으로 발생되는 트레이니의 무게중심이동을 안정화시켜주고, 착용로봇(1-1)의 안정적인 무게중심 이동으로 자발적인 보행 훈련 및 높은 보행 훈련 효과를 제공하여 준다.
한편, 도 1의 조작 중심형 보행 자동화 로봇 시스템(1000)에 대한 운영은 착용로봇(1-1)에 대한 시스템 사용자(예, 재활 치료사)의 유저 인터페이스(2000)와 로봇 컨트롤러(1-3)를 이용한 트레이니(100)의 정보(예, 신체 치수 값) 입력 및 보행 훈련 강도 설정 -> 로봇 높이 조절기(1-6) 및 로봇 잠금 커(4)의 해제에 이은 로봇 길이 조절기(1-8)의 조작을 통한 트레이니(100)에 대한 세팅 최적화 작업(도 3내지 도 5 참조) -> BWS(1)의 윈치보상 견인장치(10-2)의 조작을 통한 트레이니(100)에 대한 보행 훈련 준비 -> RWS(130)와 2축 모션 서포터(140)를 이용한 트레이니(100)에 대한 보행 훈련 준비완료 -> BWS(1)/RWS(130)/2축 모션 서포터(140)를 이용한 트레이니(100)에 대한 보행 훈련 수행 -> 부가 시스템을 통한 트레이니 훈련 정보 수집 등과 같은 시스템 운영 절차로 수행된다. 여기서 “->”는 작동 순서의 흐름 절차를 나타낸다.
이 경우 상기 시스템 운영 절차는 한 예시일 뿐이고, 시스템 사용자(예, 재활 치료사) 또는 시스템 세팅 상태 등에 따라 절차가 생략되거나 순서가 변경될 수 있다.
도 8 및 도 9는 상기 시스템 운영 절차 중 BWS(1)/RWS(130)/2축 모션 서포터(140)에 의한 보행 훈련 준비/보행 훈련 준비완료/보행 훈련 수행을 예시한다.
도 8(가)의 BWS(1)에 의한 초기윈치위치(a)를 참조하면, 윈치보상 견인장치(10-2)의 윈치(21) 작동이 이루어지지 않은 초기윈치위치(a)는 윈치(21)는 최대로 내려간 반면 윈치 발란서(23)는 최대로 올라간 상태이고, 무게 추(27)의 단위 무게 추 조합을 반사판(47)이 고정한 상태가 된다. 이때 반사판(47)의 거리를 측정한 적외선 센서(45)의 정보는 트레이니 훈련강도 정보로 데이터 프로세서(49)의 무게 추 중량 데이터 맵에 저장된다.
도 8(나)의 BWS(1)에 의한 세팅윈치위치(b)를 참조하면, 윈치보상 견인장치(10-2)의 윈치(21) 작동이 이루어진 세팅윈치위치(b)는 트레이니(100)의 하중이 하네스(50)에 연결된 윈치 와이어(21-1)에 걸려 짐으로써 윈치 플레이트(33)와 센서 플레이트(35)의 이격에 의해 윈치(21)는 최대로 올라간 반면 윈치 발란서(23)는 최대로 내려간 상태가 된다.
도 8(다)의 BWS(1)에 의한 훈련윈치위치(c)를 참조하면, 윈치보상 견인장치(10-2)의 윈치(21) 작동 후 정지가 이루어진 훈련윈치위치(c)는 무게 추(27)의 트레이니 무게 보상을 통한 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)로 바닥에 발이 닿은 상태에서 트레이니(100)의 보행 모션이 이루어진다. 이때 윈치(21)는 초기윈치위치(a)에서 훈련윈치위치(c)를 상하 이동영역으로 하여 트레이니(100)의 보행 모션에 반응하는 메인 포스트(31)와 함께 상하로 움직이고, 반면 윈치 발란서(23)는 윈치(21)의 반대방향으로 움직여 트레이니(100)에게 가해질 수 있는 윈치(21)를 포함한 윈치 구조체의 무게를 상쇄시켜 준다.
도 9를 참조하면, 상기 RWS(130)의 좌/우측 RWS(130A,130B)은 작용 로봇(1-1)에 대한 카운터 밸런스 효과(Counter-Balancing Effect)와 상하 운동에 따른 역힘 최소화 작용을 제공하고, 상기 2축 모션 서포터(140)의 좌/우측 수평 모션 서포터(140A,140B)는 작용로봇(1-1)에 대한 좌우 운동을 병진운동으로 무게중심이동 안정화 및 트레이니 신체사이즈 조정 작용을 제공한다.
일례로 상기 카운터 밸런스 작용은 착용 로봇(1-1)이 가하는 무게를 좌/우측 RWS(130A,130B)의 1축 탄성부재(135)가 탄성력으로 완충/흡수하여 구현된다. 상기 역힘 발생 최소화 작용은 착용 로봇(1-1)의 상하 운동을 좌/우측 RWS(130A,130B)가 추종할 때 1축 탄성부재(135)를 구성하는 제1,2 탄성부재(135a,135b)의 압축/인장 변화로 구현된다. 상기 병진 운동은 착용로봇(1-1)의 좌우 이동에 대해 반대 방향의 좌우 이동을 발생하는 2축 탄성부재(143)의 압축/인장 변화로 구현된다.
일례로 상기 사이즈 조정은 좌우측 수평 모션 서포터(140A,140B)의 “ ”형상을 벌리거나 좁혀 구현되고, 좌우측 수평 모션 서포터(140A,140B)의 간격 증가나 감소는 2축 탄성부재(143)의 압축/인장 변화로 흡수된다.
전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 보행 자동화 로봇 시스템(1000)은 보행 속도를 재현하는 트레드 밀(1-5)의 전방위치에 놓여 보행 모션을 발생시키고, 상기 트레드 밀(1-5)의 전장 길이를 로봇 탑승 동선으로 하는 착용로봇(1-1), 착용로봇(1-1)의 측면에 놓여 하네스(50)와 무게 추(23)의 힘 균형 조절을 통한 무게보상을 수행해 주는 BWS(1), 착용로봇(1-1)의 뒤쪽에 놓여 상기 보행 모션에 대해 상하/좌우 이동의 병진 운동과 카운터 밸런스를 수행해 주는 2 자유도 수동 메커니즘 장치(120)가 포함됨으로써 로봇 탑승의 이동거리 동선단축과 시스템 점유공간축소에 의한 건물의 공간 활용도 향상을 통해 사용자 측면 개선이 이루어지고, 특히 훈련효과파악에 카메라/토크 센서/힘 센서를 이용하면서 체형 적합성을 위한 로봇 길이/높이/폭 조절의 자동화로 시스템 개선이 함께 이루어진다.
1000 : 보행 자동화 로봇 시스템 1 : BWS(Body Weight Support)
1-1 : 착용 로봇 2 : 지지 링크
3 : 관절 링크 3A : 고관절 조인트
3B : 무릎 관절 조인트 4 : 로봇 잠금 커
1-2 : P-바 5 : 지지 프레임
6 : 힘 센서
1-3 : 로봇 컨트롤러 1-4 : 디스플레이
1-5 : 트레드 밀(Treadmill) 1-6 : 로봇 높이 조절기
7 : 모터
7A : 벨트 8 : 볼 스크류 로드
8A,8B : 가이드 로드 9 : 어저스터 프레임
9-1 : 인디게이터
1-7 : 리모컨 1-8 : 로봇 인출 조절기
1-9 : 카메라
10-1 : 서포트 프레임 10A : 와이어 롤러
10-2 : 윈치보상 견인장치 20 : 자중보상 윈치
21 : 윈치(Winch) 21-1 : 윈치 와이어
21-1A : 하네스 연결단 23 : 윈치 발란서(Winch Balancer)
23-1 : 윈치 발란서와이어
27 : 무게 추 29 : 무게 추 연결대
30 : 윈치 모션 가이더
31 : 메인 포스트(Post) 33 : 윈치 플레이트
35 : 센서 플레이트 37 : 서브 포스트
37-1 : 포스트 브래킷 39 : 사이드 플레이트
40 : 윈치 센서 40-1 : 윈치 상단 위치 센서
40-2 : 윈치 하단 위치 센서
40-3 : 무게 검출 센서 41 : 위치 센서 타겟
43 : 포토 센서 45 : 적외선 센서
47 : 반사판 49 : 데이터 프로세서
50 : 하네스(Harness)
100 : 트레이니(Trainee) 100-1 : 휠체어
120 : 2 자유도 수동 메커니즘 장치 130 : RWS(Robot Weight Support)
130A,130B : 좌우측 RWS
131 : 고정 브래킷 133 : 수직 가이드 로드
133a,133b : 제1,2 로드 135 : 1축 탄성부재
135a,135b : 제1,2 탄성부재
137 : 상하 이동 블록 137a : 연결 플랜지
140 : 2축 모션 서포터 140A,140B : 좌우측 수평 모션 서포터
141 : 수평 가이드 로드 141a : 이동 로드
141b : 지지 로드 143 : 2축 탄성부재
145 : 좌우 이동 블록 147 : 바디 어저스터
148 : 스토퍼 149 : 보조 스프링
150 : 모션 서포터 프레임 150-1 : 1축 마운팅 프레임
150-2 : 2축 마운팅 프레임 150-3 : 프레임 연결부재
151 : 로봇 인출 가이더 152 : 가이더 블록
153 : 1축 프레임 브래킷 2000 : 유저 인터페이스
1-1 : 착용 로봇 2 : 지지 링크
3 : 관절 링크 3A : 고관절 조인트
3B : 무릎 관절 조인트 4 : 로봇 잠금 커
1-2 : P-바 5 : 지지 프레임
6 : 힘 센서
1-3 : 로봇 컨트롤러 1-4 : 디스플레이
1-5 : 트레드 밀(Treadmill) 1-6 : 로봇 높이 조절기
7 : 모터
7A : 벨트 8 : 볼 스크류 로드
8A,8B : 가이드 로드 9 : 어저스터 프레임
9-1 : 인디게이터
1-7 : 리모컨 1-8 : 로봇 인출 조절기
1-9 : 카메라
10-1 : 서포트 프레임 10A : 와이어 롤러
10-2 : 윈치보상 견인장치 20 : 자중보상 윈치
21 : 윈치(Winch) 21-1 : 윈치 와이어
21-1A : 하네스 연결단 23 : 윈치 발란서(Winch Balancer)
23-1 : 윈치 발란서와이어
27 : 무게 추 29 : 무게 추 연결대
30 : 윈치 모션 가이더
31 : 메인 포스트(Post) 33 : 윈치 플레이트
35 : 센서 플레이트 37 : 서브 포스트
37-1 : 포스트 브래킷 39 : 사이드 플레이트
40 : 윈치 센서 40-1 : 윈치 상단 위치 센서
40-2 : 윈치 하단 위치 센서
40-3 : 무게 검출 센서 41 : 위치 센서 타겟
43 : 포토 센서 45 : 적외선 센서
47 : 반사판 49 : 데이터 프로세서
50 : 하네스(Harness)
100 : 트레이니(Trainee) 100-1 : 휠체어
120 : 2 자유도 수동 메커니즘 장치 130 : RWS(Robot Weight Support)
130A,130B : 좌우측 RWS
131 : 고정 브래킷 133 : 수직 가이드 로드
133a,133b : 제1,2 로드 135 : 1축 탄성부재
135a,135b : 제1,2 탄성부재
137 : 상하 이동 블록 137a : 연결 플랜지
140 : 2축 모션 서포터 140A,140B : 좌우측 수평 모션 서포터
141 : 수평 가이드 로드 141a : 이동 로드
141b : 지지 로드 143 : 2축 탄성부재
145 : 좌우 이동 블록 147 : 바디 어저스터
148 : 스토퍼 149 : 보조 스프링
150 : 모션 서포터 프레임 150-1 : 1축 마운팅 프레임
150-2 : 2축 마운팅 프레임 150-3 : 프레임 연결부재
151 : 로봇 인출 가이더 152 : 가이더 블록
153 : 1축 프레임 브래킷 2000 : 유저 인터페이스
Claims (16)
- 좌우로 관절 링크를 갖추고, 보행 모션을 생성해 주는 착용로봇;
상기 관절 링크가 보행 속도를 재현하는 트레드밀(Treadmill)의 입구 쪽을 향해 위치되도록 상기 착용 로봇을 지지해 주는 세팅 시스템;
상기 보행 모션이 지속되도록 상하/좌우 운동으로 보행 모션 보조를 수행해 주는 훈련 시스템;
상기 보행 모션을 보행 훈련 데이터로 검출 및 저장하여 훈련 정보로 축적해 주는 부가 시스템;이 포함되고,
상기 훈련 시스템은 윈치와 무게 추의 조합을 이용한 중량 밸런스 효과(Weight Balance Effect)로 하네스에 걸린 하네스 부가 무게가 보상되는 BWS(Body Weight Support)를 구비하며,
상기 BWS(Body Weight Support)는 상기 윈치의 상방향 이동 상태를 제한해주는 윈치 상단 위치 센서, 상기 윈치의 하방향 이동 상태를 제한해주는 윈치 하단 위치 센서 및 상기 무게 추의 수량 중가에 따른 거리변화를 검출하도록 적외선 센서와 반사판을 쌍으로 하는 무게 검출 센서로 이루어진
것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 착용 로봇은 상기 관절 링크에 고관절 조인트와 무릎 관절 조인트를 구비하는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 세팅 시스템과 상기 훈련 시스템은 상기 트레드 밀의 입구 반대쪽으로 위치되는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 로봇 높이 조절기는 상기 착용로봇의 수직 높이를 조절해 주는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
- 청구항 5에 있어서, 상기 로봇 높이 조절기는 모터의 회전력을 볼 스크류 로드의 직선 이동력으로 상기 모션 서포터 프레임의 1축 프레임 브래킷을 위로 올려주는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 로봇 인출 조절기는 상기 착용로봇의 인출 길이를 조절해 주는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
- 청구항 7에 있어서, 상기 로봇 인출 조절기는 상기 훈련 시스템의 가이더 블록이 상기 모션 서포터 프레임의 로봇 인출 가이더를 따라 이동되어 상기 착용로봇의 인출 길이를 조절해 주는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
- 삭제
- 청구항 1에 있어서, 상기 1축 탄성부재는 스프링으로 이루어지며,
상기 1축 탄성부재는 상기 고정 브래킷의 “ㄷ"자 형상에 수직하게 세워진 상기 수직 가이드 로드의 제1 로드와 제2 로드를 감싸 상하운동에 따른 탄성 반발력을 제공하는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 2축 탄성부재는 스프링으로 이루어지며,
상기 바디 어저스터는 상기 2축 모션 서포터의 좌측 수평 모션 서포터와 우측 수평 모션 서포터 각각에 서로 대향된 “ ”형상을 이루어 좌우이동방향으로 움직임이도록 구비되며, 상기 수평 가이드 로드가 상기 2축 마운팅 프레임에 결합된 상태에서 상기 바디 어저스터의 좌우이동방향 움직임을 안내하여 상기 2축 탄성부재에서 상기 좌우 병진 운동이 발생되고,
상기 2축 탄성부재는 좌우이동방향으로 움직이는 상기 좌우 이동 블록에 일측이 지지되면서 좌우이동방향으로 움직이는 상기 바디 어저스터에 타측이 지지되는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
- 청구항 1에 있어서, 상기 부가 시스템은 P-바, 로봇 컨트롤러, 디스플레이, 리모컨, 카메라 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
- 청구항 12에 있어서, 상기 P-바는 상기 착용로봇의 전방에서 상기 트레드밀의 좌우 양쪽으로 위치되고, 상기 로봇 컨트롤러는 상기 착용로봇의 전방에서 상기 트레드밀의 한쪽으로 위치되며, 상기 디스플레이와 상기 카메라는 상기 착용로봇의 전방에서 상기 트레드밀을 벗어나 위치되는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
- 청구항 12에 있어서, 상기 P-바는 하중지지수단으로 제공되고, 하중세기가 검출되도록 힘 센서를 구비하는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
- 청구항 12에 있어서, 상기 로봇 컨트롤러는 상기 보행 훈련 데이터의 검출 및 저장이 이루어지도록 상기 디스플레이, 상기 트레드 밀, 상기 카메라, 상기 착용로봇, 상기 세팅 시스템, 상기 훈련 시스템을 제어하는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
- 청구항 12에 있어서, 상기 리모컨은 유선 또는 무선으로 조작 신호를 발생시켜 주는 것을 특징으로 하는 보행 자동화 로봇 시스템.
Priority Applications (3)
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KR1020190078996A KR102243377B1 (ko) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | 보행 자동화 로봇 시스템 |
CN202080007719.1A CN113226489B (zh) | 2019-07-01 | 2020-07-01 | 步行自动化机器人系统 |
PCT/KR2020/008566 WO2021002663A1 (ko) | 2019-07-01 | 2020-07-01 | 보행 자동화 로봇 시스템 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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KR1020190078996A KR102243377B1 (ko) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | 보행 자동화 로봇 시스템 |
Publications (2)
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Family Applications (1)
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KR1020190078996A KR102243377B1 (ko) | 2019-07-01 | 2019-07-01 | 보행 자동화 로봇 시스템 |
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KR (1) | KR102243377B1 (ko) |
CN (1) | CN113226489B (ko) |
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