KR20170024935A - 회로 보호 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

회로를 보호하기 위한 방법 및 장치가 제공된다. 회로 보호 방법 및 장치는 외부의 물리적 자극에 의한 모터의 물리량을 측정하고, 물리량에 기반하여 모터에 의해 생성되는 역기전압을 계산하고, 역기전압과 출력 전압을 비교하고, 역기전압이 출력 전압에 비해 더 큰 경우, 모터와 연결된 회로가 개방되도록 제어한다.

Description

회로 보호 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR PROTECTING CIRCUIT}
아래의 실시예들은 회로를 보호하기 위한 방법 및 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 모터에 의해 생성되는 역기전압으로부터 회로를 보호하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.
모터를 구동시키기 위한 회로는 모터에 인가되는 전류를 전달시킬 수 있다. 모터는 전달된 전류에 기반하여 모터의 축을 회전시킴으로써 토크를 발생시킨다. 이러한 경우 모터는 전류 또는 전압을 소모하는 구동 장치로 표현될 수 있다.
반대로, 모터의 축이 외부의 힘에 의해 회전하는 경우, 회전에 의해 전류가 발생하고, 발생한 전류에 따른 전압이 생성된다. 이러한 경우 모터는 전류 또는 전압을 발생시키는 발전기로 표현될 수 있다. 생성되는 전류 또는 전압의 크기는 모터의 축이 회전하는 속도에 비례한다.
모터가 구동 장치로 제작되는 경우라도, 외부에서 힘이 작용하는 경우 의도하지 않게 발전기로 동작할 수 있다. 이러한 경우, 생성된 전류 또는 전압에 의해 구동 회로가 영향을 받을 수 있다.
일 측면에 따른, 회로 보호 방법은 외부의 물리적 자극에 의한 모터의 물리량을 측정하는 단계, 상기 물리량에 기반하여, 상기 모터에 의해 생성되는 역기전압을 계산하는 단계, 상기 역기전압과 출력 전압을 비교하는 단계 및 상기 역기전압이 상기 출력 전압에 비해 더 큰 경우, 상기 모터와 연결된 회로가 개방(open)되도록 제어하는 단계를 포함한다.
상기 외부의 물리적 자극은 상기 모터에 인가되는 외력이고, 상기 물리량은 상기 모터의 축이 회전하는 속도일 수 있다.
상기 회로 보호 방법은 상기 역기전압이 상기 출력 전압 이하인 경우, 상기 회로가 단락(short)되도록 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 속도를 측정하는 단계에서, 인코더(encoder) 또는 홀 센서(hall sensor) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 속도를 측정할 수 있다.
상기 속도를 측정하는 단계는, 상기 모터와 기계적으로(mechanically) 연결된 부하(load)가 회전하는 제2 속도를 측정하는 단계 및 상기 제2 속도에 기반하여 상기 모터의 상기 축이 회전하는 속도를 계산하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 속도를 계산하는 단계는, 상기 제2 속도를 측정하는 센서 및 상기 부하를 회전시키는 상기 모터 간의 기어 비(gear ratio)를 이용하여 상기 속도를 계산하는 단계일 수 있다.
상기 역기전압을 계산하는 단계는, 상기 속도 및 상기 모터의 모터 상수에 기반하여 상기 역기전압을 계산하는 단계일 수 있다.
상기 출력 전압은 상기 회로가 허용할 수 있는 최대 전압일 수 있다.
상기 회로는 보행 보조 장치에 포함될 수 있다.
상기 출력 전압은 상기 보행 보조 장치의 보행 상태에 따라 상기 모터를 구동시키기 위한 전압일 수 있다.
다른 일 측면에 따른, 외부의 물리적 자극에 의한 모터의 물리량을 측정하고, 상기 물리량에 기반하여 상기 모터에 의해 생성되는 역기전압을 계산하고, 상기 역기전압과 출력 전압을 비교하고, 상기 역기전압이 상기 출력 전압에 비해 더 큰 경우, 상기 모터와 연결된 회로가 개방(open)되도록 제어 신호를 생성하는 프로세서 및 상기 제어 신호에 따라 상기 회로를 개방시키는 스위치를 포함할 수 있다.
상기 외부의 물리적 자극은 상기 모터에 인가되는 외력이고, 상기 물리량은 상기 모터의 축이 회전하는 속도일 수 있다.
상기 프로세서는 상기 회로가 개방되고, 상기 역기전압이 상기 출력 전압 보다 더 크지 않은 경우 상기 회로가 단락(short)되도록 제2 제어 신호를 생성할 수 있다.
상기 스위치는 상기 생성된 제2 신호에 따라 상기 회로를 단락시킬 수 있다.
상기 회로 보호 장치는 상기 모터와 연결된 인코더(encoder) 또는 홀 센서(hall sensor) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 인코더 또는 상기 홀 센서 중 적어도 어느 하나에 의해 생성된 신호에 기반하여 상기 속도를 측정할 수 있다.
상기 회로 보호 장치는 상기 모터와 기계적으로(mechanically) 연결된 부하(load)가 회전하는 제2 속도를 측정하는 회전 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 제2 속도에 기반하여 상기 모터의 상기 축이 회전하는 속도를 계산할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 회전 센서 및 상기 부하를 회전시키는 상기 모터 간의 기어비(gear ratio)를 이용하여 상기 속도를 계산할 수 있다.
상기 프로세서는 상기 속도 및 상기 모터의 모터 상수에 기반하여 상기 역기전압을 계산할 수 있다.
상기 출력 전압은 상기 회로가 허용할 수 있는 최대 전압일 수 있다.
상기 회로는 보행 보조 장치에 포함될 수 있다.
상기 출력 전압은 상기 보행 보조 장치의 보행 상태에 따라 상기 모터를 구동시키기 위한 전압일 수 있다.
도 1 및 2는 일 예에 따른 보행 보조 장치를 도시한다.
도 3은 일 실시예에 따른 회로 보호 장치의 구성도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 회로 보호 방법의 흐름도이다.
도 5는 일 예에 따른 모터의 축이 회전하는 속도를 측정하는 방법의 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
<보행 보조 장치의 개요>
도 1 및 2는 일 예에 따른 보행 보조 장치를 도시한다.
도 1을 참조하면, 보행 보조 장치(100)는 사용자에게 장착되어 사용자의 보행을 보조한다. 보행 보조 장치(100)는 웨어러블 장치(wearable device)일 수 있다.
도 1은 힙 타입(hip-type)의 보행 보조 장치를 도시하고 있으나, 보행 보조 장치의 타입은 힙 타입에 제한되는 것은 아니며, 보행 보조 장치는 하지 전체를 지원하는 형태 또는 하지 일부를 지원하는 타입일 수 있다. 그리고, 보행 보조 장치는 하지 일부를 지원하는 형태, 무릎까지 지원하는 형태, 발목까지 지원하는 형태 및 전신을 지원하는 형태 중 어느 하나일 수 있다.
도 1 등을 참조하여 설명되는 실시예들은 힙 타입에 대해 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것이 아니며 사용자의 보행을 보조하는 장치에 대해서 모두 적용될 수 있다.
일 측면에 따르면, 보행 보조 장치(100)는 구동부(110), 센서부(120), 관성 (Inertial Measurement Unit; IMU) 센서(130) 및 제어부(140)를 포함한다.
구동부(110)는 사용자의 고관절(hip joint)을 구동시킬 수 있다. 예를 들어, 구동부(110)는 사용자의 오른쪽 힙 및/또는 왼쪽 힙 부분에 위치할 수 있다.
구동부(110)는 회전 토크를 발생시킬 수 있는 모터를 포함할 수 있다.
센서부(120)는 보행 시 사용자의 고관절의 각도를 측정할 수 있다. 센서부(120)에서 센싱되는 고관절의 각도에 대한 정보는 오른쪽 고관절의 각도, 왼쪽 고관절의 각도, 양쪽 고관절 각도들 간의 차이 및 고관절 운동 방향을 포함할 수 있다. 예를 들어, 센서부(120)는 구동부(110) 내에 위치할 수 있다.
일 측면에 따르면, 센서부(120)는 포텐셔미터를 포함할 수 있다. 포텐셔미터는 사용자의 보행 동작에 따른 R축, L축 관절 각도 및 R축, L축 관절 각속도를 센싱할 수 있다.
관성 센서(130)는 보행 시 가속도 정보와 자세 정보를 측정할 수 있다. 예를 들어, 관성 센서(130)는 사용자의 보행 동작에 따른 X축, Y축, Z축 가속도 및 X축, Y축, Z축 각속도를 각각 센싱할 수 있다.
보행 보조 장치(100)는 관성 센서(130)에서 측정된 가속도 정보에 기반하여 사용자의 발이 착지하는 지점을 검출할 수 있다.
압력 센서(도시되지 않음)는 사용자의 발바닥에 위치하여 사용자의 발의 착지 시점을 검출할 수 있다.
보행 보조 장치(100)는 앞서 설명한 센서부(120) 및 관성 센서(130) 이외에, 보행 동작에 따른 사용자의 운동량 또는 생체 신호 등의 변화를 센싱할 수 있는 다른 센서(예를 들어, 근전도 센서(ElectroMyoGram sensor; EMG sensor))를 포함할 수 있다.
제어부(140)는 구동부(110)가 사용자의 보행을 돕기 위한 보조력을 출력하도록, 구동부(110)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 힙 타입의 보행 보조 장치(100)에서, 구동부(110)는 두 개(왼쪽 힙 및 오른쪽 힙)일 수 있고, 제어부(140)는 토크가 발생하도록 구동부(110)를 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
구동부(110)는 제어부(140)가 출력한 제어 신호에 기반하여, 토크를 발생시킬 수 있다.
토크는 외부에 의해 설정될 수도 있고, 제어부(140)에 의해 설정될 수도 있다.
일 측면에 따르면, 보행 보조 장치(100)는 오른쪽 다리를 위한 구동부(110) 및 왼쪽 다리를 위한 구동부(110)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어부(140)는 어느 하나의 구동부(110)를 제어하도록 설계될 수 있다. 제어부(140)가 어느 하나의 구동부(110)만을 제어하는 경우, 제어부(140)는 복수 개일 수 있다.
다른 예로, 제어부(140)는 양쪽의 구동부(110)들을 모두 제어하도록 설계될 수 있다.
구동부(110)의 모터에 발전기의 동작 원리가 적용될 수 있다. 예를 들어, 외부에서 모터에 전압을 인가하는 경우, 모터는 토크를 발생시킬 수 있다. 다른 예로, 외부에서 힘을 가해 모터의 축을 회전시키는 경우, 모터는 역기전압(counter voltage)을 발생시키는 발전기가 될 수 있다.
위와 같이, 모터가 발전기로 동작하는 경우, 모터를 통해 생성되는 전압이 회로가 허용할 수 있는 최대 전압을 초과할 수 있다. 이 경우, 회로가 손상될 수 있다.
보행 속도는 사용자에 따라 다를 수 있다. 상기와 같은 경우, 보행 보조 장치(100)는 사용자의 보행 속도에 따라, 보행 보조 장치(100)의 설계 사양을 초과하는 사용 환경이 발생할 수 있다.
보행 속도가 보행 보조 장치(100)의 사용 범위를 초과하는 경우, 사용자의 힘으로 모터 축을 회전시킬 수 있다. 모터가 발전기로 동작하는 경우 사용자는 보행 동작에 있어서 저항감을 느낄 수 있다.
<회로 보호 장치>
도 3은 일 실시예에 따른 회로 보호 장치의 구성도이다.
일 측면에 따르면, 구동부(300)는 전류 서보(current servo)(301), 드라이버(302), 및 모터(303)를 포함할 수 있다. 전류 서보(301), 드라이버(302) 및 모터(303)는 폐회로(closed-circuit)를 형성할 수 있다.
구동부(300)는 전술된 구동부(110)에 대응할 수 있다.
구동부(300)는 제어부(140)가 계산한 보조력(assistant torque)에 관한 정보에 기반하여 보조력을 출력할 수 있다. 예를 들어, 계산한 보조력에 관한 정보는 보조력을 발생시키는 전류일 수 있다.
모터(303)는 전류에 기반하여 보조력을 출력할 수 있다.
전류 서보(301)는 출력된 전류가 계산된 전류를 추종하도록 피드백할 수 있다. 예를 들어, 전류 서보(301)는 계산된 전류 및 출력된 전류를 비교할 수 있다. 전류 서보(301)는 계산된 전류 및 출력된 전류 간의 차이를 보정할 수 있는 전류를 계산할 수 있다.
드라이버(302)는 전류에 기반하여 출력할 보조력에 대한 펄스를 생성할 수 있다.
모터(303)는 생성된 펄스에 기반하여 보조력을 출력할 수 있다.
모터(303)에 의해 출력된 전류가 전류 서보(301)로 피드백될 수 있다.
일 측면에 따르면, 회로 보호 장치(310)는 구동부(300)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 회로 보호 장치(310)는 구동부(300)의 회로와 연결될 수 있다.
도 1 내지 도 5를 참조하여 설명되는 회로 보호 장치(310)는 보행 보조 장치(100)에 포함되는 것으로 예시되나, 회로 보호 장치(310)가 보행 보조 장치(100)에 포함되는 것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 회로 보호 장치(310)는 일반적인 전자 회로에 포함되어, 전자 회로를 보호할 수 있다.
회로 보호 장치(310)는 프로세서(311), 속도 센서(312) 및 스위치(313)을 포함할 수 있다.
프로세서(311)는 속도 센서(312) 및 스위치(313)를 제어할 수 있다.
일 측면에 따르면, 프로세서(311)는 제어부(140)일 수 있다. 예를 들어, 프로세서(311)는 회로 보호 장치(310)에 포함되는 동시에, 제어부(140)를 구성할 수도 있다.
속도 센서(312)는 모터의 축이 회전하는 속도를 측정할 수 있다.
스위치(313)는 드라이버(302) 및 모터(303) 사이에 위치할 수 있다. 스위치(313)는 구동부(300)의 폐회로를 단락(short)시키거나, 개방(open)시킬 수 있다.
아래에서 도 4 및 5를 참조하여 프로세서(311), 속도 센서(312) 및 스위치(313)에 대해 상세히 설명된다.
도 4는 일 실시예에 따른 회로 보호 방법의 흐름도이다.
단계(410)에서, 속도 센서(312)는 외부의 물리적 자극에 의한 모터(303)의 물리량을 측정할 수 있다. 예를 들어, 외부의 물리적 자극은 모터(303)에 인가되는 외력이고, 측정되는 물리량은 모터(303)의 축이 회전하는 속도일 수 있다. 즉, 속도 센서(312)는 모터(303)에 인가되는 외력에 의해 모터(303)의 축이 회전하는 속도를 측정할 수 있다.
일 측면에 따르면, 속도 센서(312)는 인코더(encoder) 또는 홀 센서(hall sensor) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(311)는 인코더 또는 홀 센서 중 적어도 하나에 의해 생성된 신호에 기반하여 모터(303)의 축이 회전하는 속도를 측정할 수 있다.
다른 일 측면에 따르면, 프로세서(311)는 측정된 모터(303)와 기계적으로(mechanically) 연결된 부하(load)가 회전하는 제2 속도에 기반하여 모터의 축이 회전하는 속도를 측정할 수 있다.
부하가 회전하는 제2 속도에 기반하여 모터의 축이 회전하는 속도를 측정하는 방법에 대해, 아래의 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.
단계(420)에서, 프로세서(311)는 모터에 의해 생성되는 역기전압을 계산할 수 있다. 예를 들어, 프로세서(311)는 외력에 의해 모터가 생성하는 역기전압을 계산할 수 있다.
역기전압은 역기전력(counter electromotive force)일 수 있다.
프로세서(311)는 모터(303)의 모터 상수 및 계산된 모터(303)의 축이 회전하는 속도에 기반하여 역기전압을 계산할 수 있다.
단계(430)에서, 프로세서(311)는 역기전압과 출력 전압을 비교할 수 있다.
일 측면에 따르면, 출력 전압은 구동부(300)의 회로가 허용할 수 있는 최대 전압일 수 있다. 예를 들어, 최대 전압은 회로에 포함된 소자들에 기반하여 결정될 수 있다. 최대 전압은 드라이버(302)의 내부 전압에 대한 조건일 수 있다.
다른 일 측면에 따르면, 출력 전압은 모터(303)를 구동시키기 위한 전압일 수 있다. 예를 들어, 출력 전압은 보행 보조 장치(100)의 보행 상태에 따라 모터(303)를 구동시키기 위한 전압일 수 있다.
프로세서(311)는 전류 서보(301)로부터 생성되는 전류의 값을 수신할 수 있다. 프로세서(311)는 수신한 전류의 값에 기반하여 출력 전압을 계산할 수 있다.
역기전압이 출력 전압에 비해 더 큰 경우 아래의 단계(440)가 수행되고, 역기전압이 출력 전압 이하인 경우 아래의 단계(450)가 수행될 수 있다.
단계(440)에서, 프로세서(311)는 역기전압이 출력 전압에 비해 더 큰 경우, 모터(303)와 연결된 회로가 개방되도록 제어할 수 있다.
일 측면에 따르면, 프로세서(311)는 모터(303)의 회로와 연결된 스위치(311)를 제어함으로써 회로를 개방시킬 수 있다. 예를 들어, 회로가 단락된 상태인 경우, 프로세서(311)는 회로가 개방되도록 스위치(311)를 제어할 수 있다.
모터(303)가 연결된 회로가 개방됨에 따라, 모터(303)에 의해 생성된 역기전압은 회로에 인가되지 않지 않을 수 있다. 회로가 개방된 경우 역기전압은 사라진다.
단계(450)에서, 프로세서(311)는 역기전압이 출력 전압 이하인 경우, 모터(303)와 연결된 회로가 단락되도록 제어할 수 있다.
일 측면에 따르면, 프로세서(311)는 모터(303)의 회로와 연결된 스위치(311)를 제어함으로써 회로를 단락시킬 수 있다. 예를 들어, 회로가 개방된 상태인 경우, 프로세서(311)는 회로가 단락되도록 스위치(311)를 제어할 수 있다.
개방되었던 회로가 단락됨으로써 제어부(140)가 계산한 전류가 모터(303)에 적용될 수 있다. 계산된 전류가 모터(303)에 적용됨으로써 회로의 기능이 다시 회복될 수 있다.
일 측면에 따르면, 모터(303)의 회로는 보행 보조 장치(100)에 포함될 수 있다. 상기의 경우 모터(303)의 회로가 단락됨으로써 보행 보조 장치(100)의 보조력이 모터(303)에 의해 출력될 수 있다.
회로 보호 장치(300)를 이용하는 경우, 보행 보조 장치(100)의 사용자의 보행 속도가 보행 기준을 초과하더라도 드라이버(302)가 보호될 수 있다.
회로 보호 장치(300)를 이용하는 경우, 보행 보조 장치(100)의 모터가 발전기로 동작하는 경우라도 사용자는 저항감을 느끼지 않을 수 있다.
회로 보호 장치(300)를 이용하는 경우, 모터(303)와 부하 간의 기어 비를 높일 수 있다. 모터(303)와 부하 간의 기어 비가 높아지면, 구동부(300)가 소형화될 수 있다.
도 5는 일 예에 따른 모터의 축이 회전하는 속도를 측정하는 방법의 흐름도이다.
전술된 단계(410)는 아래의 단계들(510 및 520)을 포함할 수 있다.
일 측면에 따르면, 모터(303)와 기계적으로 연결된 부하는 출력된 보조력을 다리에 전달하는 지지부일 수 있다. 지지부는 모터(330)의 축과 연결되어 보조력에 의해 고관절의 각도를 변화시킬 수 있다.
단계(510)에서, 속도 센서(312)는 모터(303)와 기계적으로(mechanically) 연결된 부하(load)가 회전하는 제2 속도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 속도 센서(312)는 회전 센서를 포함할 수 있다. 회전 센서는 고관절의 각도를 측정할 수 있다.
예를 들어, 속도 센서(312)는 지지부가 회전하는 각도를 측정하고, 측정된 각도에 기반하여 지지부가 회전하는 제2 속도를 측정할 수 있다.
단계(520)에서, 프로세서(311)는 제2 속도에 기반하여 모터(303)의 축이 회전하는 속도를 계산할 수 있다.
일 측면에 따르면, 프로세서(311)는 속도 센서(312) 및 모터(303) 간의 기어 비(gear ratio)를 이용하여 모터(303)의 축이 회전하는 속도를 계산할 수 있다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
100: 보행 보조 장치
300: 구동부
301: 전류 서보
302: 드라이버
303: 모터
310: 회로 보호 장치
311: 프로세서
312: 속도 센서
313: 스위치

Claims (20)

  1. 회로 보호 방법에 있어서,
    외부의 물리적 자극에 의한 모터의 물리량을 측정하는 단계;
    상기 물리량에 기반하여, 상기 모터에 의해 생성되는 역기전압을 계산하는 단계;
    상기 역기전압과 출력 전압을 비교하는 단계; 및
    상기 역기전압이 상기 출력 전압에 비해 더 큰 경우, 상기 모터와 연결된 회로가 개방(open)되도록 제어하는 단계
    를 포함하는,
    회로 보호 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 외부의 물리적 자극은 상기 모터에 인가되는 외력이고,
    상기 물리량은 상기 모터의 축이 회전하는 속도인,
    회로 보호 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 역기전압이 상기 출력 전압 이하인 경우, 상기 회로가 단락(short)되도록 제어하는 단계
    를 더 포함하는,
    회로 보호 방법.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 속도를 측정하는 단계에서,
    인코더(encoder) 또는 홀 센서(hall sensor) 중 적어도 어느 하나를 이용하여 상기 속도를 측정하는,
    회로 보호 방법.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 속도를 측정하는 단계는,
    상기 모터와 기계적으로(mechanically) 연결된 부하(load)가 회전하는 제2 속도를 측정하는 단계; 및
    상기 제2 속도에 기반하여 상기 모터의 상기 축이 회전하는 속도를 계산하는 단계
    를 포함하는,
    회로 보호 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 속도를 계산하는 단계는,
    상기 제2 속도를 측정하는 센서 및 상기 부하를 회전시키는 상기 모터 간의 기어 비(gear ratio)를 이용하여 상기 속도를 계산하는 단계인,
    회로 보호 방법.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 역기전압을 계산하는 단계는,
    상기 속도 및 상기 모터의 모터 상수에 기반하여 상기 역기전압을 계산하는 단계인,
    회로 보호 방법.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 출력 전압은 상기 회로가 허용할 수 있는 최대 전압인,
    회로 보호 방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 회로는 보행 보조 장치에 포함된,
    회로 보호 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 출력 전압은 상기 보행 보조 장치의 보행 상태에 따라 상기 모터를 구동시키기 위한 전압인,
    회로 보호 방법.
  11. 외부의 물리적 자극에 의한 모터의 물리량을 측정하고, 상기 물리량에 기반하여 상기 모터에 의해 생성되는 역기전압을 계산하고, 상기 역기전압과 출력 전압을 비교하고, 상기 역기전압이 상기 출력 전압에 비해 더 큰 경우, 상기 모터와 연결된 회로가 개방(open)되도록 제어 신호를 생성하는 프로세서; 및
    상기 제어 신호에 따라 상기 회로를 개방시키는 스위치
    를 포함하는,
    회로 보호 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 외부의 물리적 자극은 상기 모터에 인가되는 외력이고,
    상기 물리량은 상기 모터의 축이 회전하는 속도인,
    회로 보호 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 회로가 개방되고, 상기 역기전압이 상기 출력 전압 보다 더 크지 않은 경우 상기 회로가 단락(short)되도록 제2 제어 신호를 생성하고,
    상기 스위치는 상기 생성된 제2 신호에 따라 상기 회로를 단락시키는,
    회로 보호 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 모터와 연결된 인코더(encoder) 또는 홀 센서(hall sensor) 중 적어도 어느 하나
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 인코더 또는 상기 홀 센서 중 적어도 어느 하나에 의해 생성된 신호에 기반하여 상기 속도를 측정하는,
    회로 보호 장치.
  15. 제12에 있어서,
    상기 모터와 기계적으로(mechanically) 연결된 부하(load)가 회전하는 제2 속도를 측정하는 회전 센서
    를 더 포함하고,
    상기 프로세서는 상기 제2 속도에 기반하여 상기 모터의 상기 축이 회전하는 속도를 계산하는,
    회로 보호 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 회전 센서 및 상기 부하를 회전시키는 상기 모터 간의 기어비(gear ratio)를 이용하여 상기 속도를 계산하는,
    회로 보호 장치.
  17. 제12항에 있어서,
    상기 프로세서는 상기 속도 및 상기 모터의 모터 상수에 기반하여 상기 역기전압을 계산하는,
    회로 보호 장치.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 출력 전압은 상기 회로가 허용할 수 있는 최대 전압인,
    회로 보호 장치.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 회로는 보행 보조 장치에 포함된,
    회로 보호 장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 출력 전압은 상기 보행 보조 장치의 보행 상태에 따라 상기 모터를 구동시키기 위한 전압인,
    회로 보호 장치.
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