KR20190133838A - Walking assistant apparatus using driving gear of in-wheel type and control method thereof - Google Patents

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KR20190133838A
KR20190133838A KR1020180058711A KR20180058711A KR20190133838A KR 20190133838 A KR20190133838 A KR 20190133838A KR 1020180058711 A KR1020180058711 A KR 1020180058711A KR 20180058711 A KR20180058711 A KR 20180058711A KR 20190133838 A KR20190133838 A KR 20190133838A
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Abstract

The present invention provides a walking assistant device which is safely controlled in accordance with a ground state and a steering intention of a user. The walking assistant device comprises: an in-wheel type driving gear accelerated by a motor and decelerated by an MR brake; a wheel rotation sensor measuring revolutions per minute (RPM) of the in-wheel type driving gear; a handlebar sensor generating a steering intention signal by detecting a steering intention of a user; and a main control device controlling the motor and the MR brake based on the steering intention signal. The main control device calculates a current speed based on the RPM of the in-wheel type driving gear and determines target RPM of the motor and target torque of the MR brake necessary for deceleration or stop of the in-wheel type driving gear based on the current speed and the steering intention signal.

Description

인휠 타입 구동장치를 사용하는 보행보조기 및 그것의 제어 방법{WALKING ASSISTANT APPARATUS USING DRIVING GEAR OF IN-WHEEL TYPE AND CONTROL METHOD THEREOF}Walking aid using in-wheel type driving device and its control method {WALKING ASSISTANT APPARATUS USING DRIVING GEAR OF IN-WHEEL TYPE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 보행보조기에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 인휠 타입 구동장치를 사용하는 보행보조기 및 그것의 제어 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a walking aid, and more particularly, to a walking aid using an in-wheel type driving device and a control method thereof.

우리나라의 도로 특성상 도보와 도로가 구분되지 않는 곳이 많고 골목길이 많아 고령자는 완만한 도보뿐만 아니라 언덕, 둔턱과 같은 평탄하지 않는 지형에서도 안전한 보행을 위해 보조 역할이 가능한 보행보조기가 필요로 하다. 보행보조기에 기존의 기계적 브레이크를 사용할 경우, 고령자가 일정 이상의 조작력을 가하여야 제동력이 발생하고, 브레이크 시스템이 복잡하고 기구 설계 또한 복잡하다. 또한, 사용자의 판단에 의한 수동 조작으로 작동하므로 환경에 따른 실시간 정밀 제어가 힘들기 때문에, 기존의 기계적 브레이크는 신속한 상황 판단이 불가능한 고령자가 사용해야 하는 보행보조기에는 적합하지 않다. 한편, 모터 자체 브레이크를 사용하려면 감속기 혹은 모터 용량이 커져야 한다. 모터 용량이 커지려면 배터리 용량 및 크기가 증가해야 하고 그에 따른 모터 용량 및 크기가 증가한다. 이 모든 것들이 증가하게 되면 보행보조기의 무게가 증가하게 되어 사용 편의성이 떨어진다.Due to the nature of roads in Korea, there are many places where there is no distinction between walking and roads, and because there are many alleys, elderly people need walking aids that can play a supporting role for safe walking on uneven terrain such as hills and hills. When the existing mechanical brake is used for the walking aid, the braking force is generated when the elderly apply a certain operating force or more, and the brake system is complicated and the mechanism design is complicated. In addition, since it is difficult to perform real-time precision control according to the environment because it operates by manual operation by the user's judgment, the existing mechanical brake is not suitable for the walking aid that should be used by the elderly who can not quickly determine the situation. On the other hand, in order to use the motor brake itself, the speed reducer or the motor capacity must be increased. A larger motor capacity requires an increase in battery capacity and size, which in turn increases motor capacity and size. If all these things increase, the weight of the walking aid increases, which makes it less convenient.

대한민국 공개특허 제10-2015-0062495호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2015-0062495

본 발명의 목적은 모터 및 MR 브레이크를 포함하는 인휠 타입 구동장치로 구동되어 지면 상태 및 사용자의 조향 의도에 따라 안전하게 제어되는 보행보조기 및 그것의 제어 방법을 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a walking aid and a control method thereof, which are driven by an in-wheel type driving device including a motor and an MR brake, which are safely controlled according to ground conditions and a user's steering intention.

본 발명의 실시 예에 따른 보행보조기는 모터에 의해 가속되고, MR 브레이크에 의해 감속되는 인휠 타입 구동장치, 상기 인휠 타입 구동장치의 분당 회전수를 측정하는 바퀴 회전 센서, 사용자의 조향 의도를 감지하여 조향 의도 신호를 생성하는 핸들바 센서, 그리고 상기 조향 의도 신호에 기초하여 상기 모터 및 상기 MR 브레이크를 제어하는 메인 제어 장치를 포함하되, 상기 메인 제어 장치는 상기 인휠 타입 구동장치의 분당 회전수에 기초하여 현재 속도를 계산하고, 상기 현재 속도 및 상기 조향 의도 신호에 기초하여 상기 인휠 타입 구동장치의 감속 또는 정지에 필요한 상기 모터의 목표 분당 회전수 및 상기 MR 브레이크의 목표 토크를 결정할 수 있다.The walking aid according to an embodiment of the present invention is accelerated by a motor, the in-wheel type drive device is decelerated by an MR brake, the wheel rotation sensor for measuring the number of revolutions per minute of the in-wheel type drive device, by detecting the user's steering intention A handlebar sensor for generating a steering intention signal, and a main control device for controlling the motor and the MR brake based on the steering intention signal, wherein the main control device is based on the revolutions per minute of the in-wheel type drive device. The current speed may be calculated, and the target revolutions per minute of the motor and the target torque of the MR brake may be determined based on the current speed and the steering intention signal.

본 발명의 실시 예에 따른 모터 및 MR 브레이크를 포함하는 인휠 타입 구동장치에 의해 구동되는 보행보조기의 제어 방법은, 기울기 센서로부터 기울기 정보를 수신하는 단계, 상기 기울기 정보에 기초하여 현재 지형을 평지로 판단하는 단계, 상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM(revolutions per minute)을 수신하는 단계, 핸들바 센서로부터 수신된 조향 의도 신호에 기초하여 사용자의 조향 의도를 확인하고, 상기 사용자의 조향 의도에 따라 상기 인휠 타입 구동장치의 목표 RPM을 설정하는 단계, 상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM에 기초하여 상기 사용자의 조향 의도에 대응하는 상기 모터의 제어 RPM 및 상기 MR 브레이크의 제어 토크를 결정하는 단계, 상기 제어 RPM 및 상기 제어 토크에 기초하여 상기 모터 및 상기 MR 브레이크를 각각 제어하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, a control method of a walking aid driven by an in-wheel type driving apparatus including a motor and an MR brake may include receiving inclination information from an inclination sensor and converting the current terrain into flat ground based on the inclination information. Determining, receiving a current revolutions per minute (RPM) of the in-wheel type driving device, checking a steering intention of the user based on a steering intention signal received from a handlebar sensor, and determining the steering intention according to the steering intention of the user. Setting a target RPM of the in-wheel type drive device, determining a control RPM of the motor and a control torque of the MR brake corresponding to the steering intention of the user based on a current RPM of the in-wheel type drive device; Controlling the motor and the MR brake respectively based on RPM and the control torque. Can.

본 발명의 실시 예에 따른 모터 및 MR 브레이크를 포함하는 인휠 타입 구동장치에 의해 구동되는 보행보조기의 제어 방법은, 기울기 센서로부터 기울기 정보를 수신하는 단계, 상기 기울기 정보에 기초하여 현재 지형을 내리막 경사로 판단하는 단계, 상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM(revolutions per minute)을 수신하는 단계, 핸들바 센서로부터 수신된 조향 의도 신호에 기초하여 사용자의 조향 의도를 확인하고, 상기 사용자의 조향 의도에 따라 상기 인휠 타입 구동장치의 목표 RPM을 설정하는 단계, 상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM에 기초하여 상기 사용자의 조향 의도에 대응하는 상기 모터의 제어 RPM 및 상기 MR 브레이크의 제1 제어 토크를 결정하는 단계, 상기 내리막 경사의 경사각에 기초하여 상기 MR 브레이크의 제2 제어 토크를 결정하는 단계, 그리고 상기 제어 RPM와 상기 제1 및 제2 제어 토크에 기초하여 상기 모터 및 상기 MR 브레이크를 각각 제어하는 단계를 포함할 수 있다.In one embodiment, a control method of a walking aid driven by an in-wheel type driving apparatus including a motor and an MR brake may include receiving inclination information from an inclination sensor, and descending a current terrain based on the inclination information. Determining, receiving a current revolutions per minute (RPM) of the in-wheel type driving device, checking a steering intention of the user based on a steering intention signal received from a handlebar sensor, and determining the steering intention according to the steering intention of the user. Setting a target RPM of the in-wheel type drive, determining a control RPM of the motor and a first control torque of the MR brake corresponding to the steering intention of the user based on a current RPM of the in-wheel type drive; Determining a second control torque of the MR brake based on the inclination angle of the downhill slope, And it may include the step of controlling the respective motors, and the MR brakes based on the control RPM of the first and second control torque.

본 발명의 실시 예에 따른 모터 및 MR 브레이크를 포함하는 인휠 타입 구동장치에 의해 구동되는 보행보조기의 제어 방법은, 기울기 센서로부터 기울기 정보를 수신하는 단계, 상기 기울기 정보에 기초하여 현재 지형을 오르막 경사로 판단하는 단계, 상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM(revolutions per minute)을 수신하는 단계, 상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM에 기초하여 상기 인휠 타입 구동장치의 회전 방향을 판단하는 단계, 그리고 상기 회전 방향에 기초하여 전진 이동 동작 또는 밀림 방지 동작을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present disclosure, a control method of a walking aid driven by an in-wheel type driving apparatus including a motor and an MR brake may include receiving inclination information from an inclination sensor and an uphill slope of a current terrain based on the inclination information. Determining, receiving a current revolutions per minute (RPM) of the in-wheel type drive, determining a rotation direction of the in-wheel type drive device based on a current RPM of the in-wheel type drive device, and the rotation direction Performing the forward movement operation or the anti-roll operation based on the operation.

본 발명의 실시 예에 따른 모터 및 MR 브레이크를 포함하는 인휠 타입 구동장치에 의해 구동되는 보행보조기의 제어 방법은, 상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM(revolutions per minute)을 수신하는 단계, 핸들바 센서를 통해 조향 의도 신호 유무를 확인하는 단계, 상기 조향 의도 신호가 없는 경우, 기울기 센서로부터 기울기 정보를 수신하는 단계, 상기 기울기 정보에 기초하여 현재 지형을 판단하는 단계, 그리고 상기 현재 지형에 기초하여 상기 모터 및 상기 MR 브레이크를 제어하는 단계를 포함할 수 있다.A control method of a walking aid driven by an in-wheel type driving device including a motor and an MR brake according to an embodiment of the present invention includes: receiving a current revolutions per minute (RPM) of the in-wheel type driving device, and a handlebar sensor Confirming the presence or absence of a steering intention signal through the signal, if there is no steering intention signal, receiving inclination information from a tilt sensor, determining a current terrain based on the inclination information, and based on the current terrain The method may include controlling a motor and the MR brake.

본 발명의 실시 예에 따르면, 모터 및 MR 브레이크를 포함하는 인휠 타입 구동장치로 구동되어 지면 상태 및 사용자의 조향 의도에 따라 안전하게 제어되는 보행보조기 및 그것의 제어 방법을 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it is possible to provide a walking aid and a control method thereof driven by an in-wheel type driving device including a motor and an MR brake, which are safely controlled according to ground conditions and a user's steering intention.

도 1은 본 발명의 보행보조기를 예시적으로 보여주는 사시도이다.
도 2는 도 1의 보행보조기의 동작을 보여주는 블록도이다.
도 3a 내지 도 3e는 도 1의 인휠 타입 구동장치를 자세히 보여주는 도면이다.
도 4a는 도 1의 핸들바 센서를 예시적으로 보여주는 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 핸들바 센서를 보여주는 분해사시도이다.
도 5a 및 도 5b는 보행보조기를 평지에서 감속시키기 위한 보행보조기의 제어 방법을 보여주는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 보행보조기를 평지에서 정지시키기 위한 보행보조기의 제어 방법을 보여주는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 보행보조기를 내리막 경사에서 감속시키기 위한 보행보조기의 제어 방법을 보여주는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 보행보조기를 내리막 경사에서 정지시키기 위한 보행보조기의 제어 방법을 보여주는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 보행보조기를 오르막 경사에서 감속시키거나 밀림을 방지하기 위한 보행보조기의 제어 방법을 보여주는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 보행보조기를 오르막 경사에서 정지시키기 위한 보행보조기의 제어 방법을 보여주는 도면이다.
도 11은 사용자와 관계없이 이동하는 보행보조기의 제어 방법을 보여주는 순서도이다.1 is a perspective view showing an example of the walking aid of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram illustrating an operation of the walking aid of FIG. 1.
3A to 3E are views illustrating the in-wheel type driving device of FIG. 1 in detail.
4A is a perspective view illustrating the handlebar sensor of FIG. 1.
4B is an exploded perspective view showing the handlebar sensor of FIG. 4A.
5A and 5B are diagrams illustrating a control method of a walking aid for decelerating a walking aid on a flat surface.
6A and 6B are diagrams illustrating a control method of a walking aid for stopping the walking aid on a flat surface.
7A and 7B are diagrams illustrating a control method of a walking aid for decelerating a walking aid on a downhill slope.
8A and 8B illustrate a control method of the walking aid for stopping the walking aid on a downhill slope.
9A and 9B are views illustrating a control method of the walking aid for slowing down the walking aid on an uphill slope or preventing the walking aid.
10A and 10B are diagrams illustrating a control method of a walking aid for stopping the walking aid on an uphill slope.
11 is a flowchart illustrating a control method of a walking aid that moves regardless of a user.

앞의 일반적인 설명 및 다음의 상세한 설명 모두 예시적이라는 것이 이해되어야 하며, 청구된 발명의 부가적인 설명이 제공되는 것으로 여겨져야 한다. 참조부호들이 본 발명의 바람직한 실시 예들에 상세히 표시되어 있으며, 그것의 예들이 참조 도면들에 표시되어 있다. 가능한 어떤 경우에도, 동일한 참조 번호들이 동일한 또는 유사한 부분을 참조하기 위해서 설명 및 도면들에 사용된다.It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description are exemplary, and that additional explanations of the claimed invention are provided. Reference numerals are shown in detail in preferred embodiments of the invention, examples of which are indicated in the reference figures. In any case, like reference numerals are used in the description and the drawings to refer to the same or like parts.

제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소는 제 1 구성요소로도 명명될 수 있다.Terms such as first or second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only for the purpose of distinguishing one component from another component, for example, without departing from the scope of the rights according to the inventive concept, the first component may be called a second component, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 "~사이에"와 "바로~사이에" 또는 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it may be directly connected to or connected to that other component, but it may be understood that other components may be present in between. Should be. On the other hand, when a component is said to be "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in between. Expressions describing relationships between components, such as "between" and "immediately between" or "directly neighboring", should be interpreted as well.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that the stated feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof is present, but one or more other features or numbers, It is to be understood that it does not exclude in advance the possibility of the presence or addition of steps, actions, components, parts or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and are not construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined herein. Do not.

이하, 실시 예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 특허출원의 범위가 이러한 실시 예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. Like reference numerals in the drawings denote like elements.

도 1은 본 발명의 보행보조기를 예시적으로 보여주는 사시도이다. 도 2는 도 1의 보행보조기의 동작을 보여주는 블록도이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 보행보조기(1000)는 인휠 타입 구동장치(100), 기울기 센서(200), 바퀴 회전 센서(300), 핸들바 센서(400) 및 메인 제어 장치(500)를 포함할 수 있다.1 is a perspective view showing an example of the walking aid of the present invention. FIG. 2 is a block diagram illustrating an operation of the walking aid of FIG. 1. 1 and 2, the walking aid 1000 includes an in-wheel type driving device 100, an inclination sensor 200, a wheel rotation sensor 300, a handlebar sensor 400, and a main control device 500. It may include.

인휠 타입 구동장치(100)는 모터(20) 및 MR(magnetorheological) 유체를 이용한 감속 장치(90, 이하에서 MR 브레이크)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 모터(20)는 메인 제어 장치(500)의 제어에 따라 보행보조기(1000)를 가속할 수 있다. MR 브레이크(90)는 인휠 타입 구동장치(100)의 휠의 중심부에 위치하여 보행보조기(1000)를 감속할 수 있다.The in-wheel type driving device 100 may include a motor 20 and a deceleration device 90 (hereinafter, MR brake) using a magnetorheological (MR) fluid. For example, the motor 20 may accelerate the walking aid 1000 under the control of the main control device 500. The MR brake 90 may be positioned at the center of the wheel of the in-wheel type driving device 100 to decelerate the walking aid 1000.

기울기 센서(200)는 보행보조기(1000)의 기울기를 감지하여 기울기 정보를 생성할 수 있다. 예를 들면, 기울기 정보는 롤(roll) 각도, 피치(pitch) 각도 및 요(yaw) 각도를 포함할 수 있다.The tilt sensor 200 may generate tilt information by detecting a tilt of the walking aid 1000. For example, the tilt information may include a roll angle, pitch angle and yaw angle.

바퀴 회전 센서(300)는 인휠 타입 구동장치(100)의 분당 회전수를 측정할 수 있다. 예를 들면, 바퀴 회전 센서(300)는 인휠 타입 구동장치(100)에 설치되는 홀(hall) 센서를 포함할 수 있다.The wheel rotation sensor 300 may measure the revolutions per minute of the in-wheel type driving device 100. For example, the wheel rotation sensor 300 may include a hall sensor installed in the in-wheel type driving device 100.

핸들바 센서(400)는 보행보조기(1000)의 핸들 부분에 설치되어 사용자의 조향 의도에 대응하는 조향 의도 신호를 생성할 수 있다. 예를 들면, 조향 의도 신호는 감속 의도 신호 또는 정지 의도 신호를 포함할 수 있다.The handlebar sensor 400 may be installed at a handle portion of the walking aid 1000 to generate a steering intention signal corresponding to the steering intention of the user. For example, the steering intention signal may include a deceleration intention signal or a stop intention signal.

메인 제어 장치(500)는 각종 정보를 수신하여 보행보조기(1000)의 상황에 따라 필요한 모터(20)의 RPM(revolutions per minute) 및 MR 브레이크(90)의 토크를 계산하여 모터(20) 및 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다. 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 기울기 센서(200)로부터 기울기 정보를 수신하여 보행보조기(1000)가 위치한 지면의 상태(평지, 내리막 경사, 오르막 경사)를 확인할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 바퀴 회전 센서(300)로부터 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM을 수신하여 보행보조기(1000)의 현재 속도를 계산할 수 있다. The main control apparatus 500 receives various kinds of information and calculates revolutions per minute (RPM) of the motor 20 and torques of the MR brake 90 according to the situation of the walking aid 1000. The brake 90 can be controlled. For example, the main controller 500 may receive tilt information from the tilt sensor 200 to check the state (flat, downhill slope, uphill slope) of the ground on which the walk aid 1000 is located. The main control device 500 may calculate the current speed of the walking aid 1000 by receiving the current RPM of the in-wheel type driving device 100 from the wheel rotation sensor 300.

메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)로부터 조향 의도 신호를 수신하여 사용자의 조향 의도(감속 또는 정지)를 결정할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 사용자의 조향 의도에 따라 보행보조기(1000)의 목표 속도를 설정하고, 보행보조기(1000)의 목표 속도에 대응하는 인휠 타입 구동장치(100)의 목표 RPM를 결정할 수 있다. The main control apparatus 500 may determine a steering intention (deceleration or stop) of the user by receiving a steering intention signal from the handlebar sensor 400. The main control apparatus 500 may set a target speed of the walking aid 1000 according to a steering intention of the user, and determine a target RPM of the in-wheel type driving device 100 corresponding to the target speed of the walking aid 1000. .

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동 장치(100)의 현재 RPM과 목표 RPM을 비교하여 감속 또는 정지에 필요한 모터(20)의 RPM 및 MR 브레이크(90)의 토크를 결정할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 결정된 모터(20)의 RPM 및 MR 브레이크(90)의 토크에 기초하여 모터(20) 및 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다. 모터(20)의 RPM 및 MR 브레이크(90)의 토크는 제공된 전류에 비례하여 제어될 수 있다. 일 실시 예로서, 메인 제어 장치(500)는 펄스 폭 변조(pulse width modulation, PWM) 신호를 통해 모터(20) 및 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다. The main controller 500 may compare the current RPM of the in-wheel type driving device 100 with the target RPM to determine the RPM of the motor 20 and the torque of the MR brake 90 required for deceleration or stop. The main control apparatus 500 may control the motor 20 and the MR brake 90 based on the determined RPM of the motor 20 and the torque of the MR brake 90. The RPM of the motor 20 and the torque of the MR brake 90 can be controlled in proportion to the current provided. As an example, the main controller 500 may control the motor 20 and the MR brake 90 through a pulse width modulation (PWM) signal.

또한, 메인 제어 장치(500)는 기울기 정보에 기초하여 내리막 또는 오르막 경사의 경사각을 계산하고, 경사각에 기초하여 밀림 방지를 위해 추가적인 MR 브레이크(90)의 토크를 결정할 수 있다. 따라서, 메인 제어 장치(500)는 보행보조기(1000)가 경사로에서 정지 상태를 유지할 수 있도록 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다.In addition, the main control apparatus 500 may calculate the inclination angle of the downhill or the uphill inclination based on the inclination information, and determine the torque of the additional MR brake 90 based on the inclination angle. Therefore, the main control apparatus 500 may control the MR brake 90 so that the walking aid 1000 may be stopped at the slope.

일 실시 예로서, 보행보조기(1000)가 2개의 인휠 타입 구동장치(100)에 의해 구동되는 경우, 2개의 인휠 타입 구동장치(100)의 목표 속도(

Figure pat00001
)는 수학식 1 내지 수학식 3을 통해 구할 수 있다.As an example, when the walking aid 1000 is driven by the two in-wheel type driving apparatuses 100, the target speeds of the two in-wheel driving apparatuses 100 may be
Figure pat00001
) Can be obtained through Equation 1 to Equation 3.

Figure pat00002
Figure pat00002

Figure pat00003
Figure pat00003

Figure pat00004
Figure pat00004

수학식 1 내지 수학식 3에서,

Figure pat00005
는 인휠 타입 구동장치(100)의 바퀴 지름이고,
Figure pat00006
는 보행보조기(1000)의 너비이고, a는 바퀴에서 핸들까지의 직선 및 바닥면에 수직인 직선 사이의 각도이다. 또한,
Figure pat00007
는 2개의 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 바퀴 속도이고,
Figure pat00008
는 기울기 센서(200)로부터 수신된 롤(roll) 각도이고,
Figure pat00009
는 기울기 센서(200)로부터 수신된 요(yaw) 각도이고,
Figure pat00010
는 기울기 센서(200)로부터 수신된 피치(pitch) 각도이다.In Equations 1 to 3,
Figure pat00005
Is the wheel diameter of the in-wheel type drive device 100,
Figure pat00006
Is the width of the walk aid 1000, a is the angle between a straight line from the wheel to the handle and a straight line perpendicular to the floor. In addition,
Figure pat00007
Is the current wheel speed of the two in-wheel type drive 100,
Figure pat00008
Is a roll angle received from the tilt sensor 200,
Figure pat00009
Is the yaw angle received from the tilt sensor 200,
Figure pat00010
Is the pitch angle received from the tilt sensor 200.

사용자의 조향 의도를 고려한 보행보조기(1000)의 목표 속도(Va)는 수학식 4를 통해 계산될 수 있다.Considering the user's intended target steering speed of the walker (1000) (V a), it may be computed through the equation (4).

Figure pat00011
Figure pat00011

보행보조기(1000)의 목표 속도(Va)에 기초하여, MR 브레이크(90)를 제어하기 위한 목표 토크(TMRB)는 수학식 5를 통해 계산할 수 있다.Target speed of the walker (1000) (V a) to a target torque (T MRB) for controlling the MR brakes 90 based on, can be calculated through Equation (5).

Figure pat00012
Figure pat00012

수학식 5에서, Rt는 인휠 타입 구동장치(100)의 바퀴의 현재 분당 회전수이고,

Figure pat00013
는 PWM 제어값 상수이다.In Equation 5, R t is the current revolutions per minute of the wheel of the in-wheel type drive 100,
Figure pat00013
Is the PWM control value constant.

도 3a 내지 도 3e는 도 1의 인휠 타입 구동장치를 자세히 보여주는 도면이다. 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시 예에 따른 인휠 타입 구동장치를 보여주는 사시도이다. 도 3c는 도 3a의 인휠 타입 구동장치를 A 방향에서 본 측면도 및 C-C' 선에 따른 단면도이다. 도 3d는 도 3a의 인휠 타입 구동장치의 분해사시도이다. 도 3a 내지 도 3d를 참조하면, 인휠 타입 구동장치(100)는 휠(80), 휠(80)을 가속하기 위한 모터(20) 및 휠(80)을 감속하기 위한 MR 브레이크(90)를 포함할 수 있다.3A to 3E are views illustrating the in-wheel type driving device of FIG. 1 in detail. 3A and 3B are perspective views illustrating an in-wheel type driving device according to an embodiment of the present invention. 3C is a side view of the in-wheel type driving device of FIG. 3A seen in the A direction and a cross-sectional view taken along the line C-C '. 3D is an exploded perspective view of the in-wheel type drive device of FIG. 3A. 3A to 3D, the in-wheel type drive apparatus 100 includes a wheel 80, a motor 20 for accelerating the wheel 80, and an MR brake 90 for decelerating the wheel 80. can do.

인휠 타입 구동장치(100)는 바퀴 지지대(10), 모터(20), 모터 감속기(30), 브라켓(40), 휠 커버(50), 외접 기어(60), 내접 기어(70), 휠(80) 및 MR 브레이크(90)를 포함할 수 있다. 예를 들면, 바퀴 지지대(10), 커플링(11), 모터(20), 모터 감속기(30), 브라켓(40) 및 휠 커버(50)는 인휠 타입 구동장치(100)의 구동 시에 고정되는 부분이다. 인휠 타입 구동장치(100)의 구동 시, 외접 기어(60)는 모터(20)의 회전축을 중심으로 회전할 수 있다. 내접 기어(70), 휠(80), 타이어(81) 및 MR 브레이크(90)는 인휠 타입 구동장치(100)의 구동 시에 회전하는 부분이다. 다만, MR 브레이크(90)의 브레이크 중심축(92)은 휠 커버(50) 및 커플링(11)에 고정되어 인휠 타입 구동장치(100)의 구동 시에 회전하지 않는다.In-wheel type drive device 100 is wheel support 10, motor 20, motor reducer 30, bracket 40, wheel cover 50, external gear 60, internal gear 70, wheel ( 80) and MR brake 90. For example, the wheel support 10, the coupling 11, the motor 20, the motor reducer 30, the bracket 40 and the wheel cover 50 are fixed when the in-wheel type drive device 100 is driven. It is a part. When the in-wheel type driving device 100 is driven, the external gear 60 may rotate about the rotation axis of the motor 20. The internal gear 70, the wheel 80, the tire 81, and the MR brake 90 are parts that rotate when the inwheel type drive device 100 is driven. However, the brake center shaft 92 of the MR brake 90 is fixed to the wheel cover 50 and the coupling 11 and does not rotate when the inwheel type driving device 100 is driven.

MR 브레이크(90)는 브레이크 고정 부재(91)를 통해 휠(80)의 중심부에 고정될 수 있다. 일 실시 예로서, MR 브레이크(90)는 모듈 타입으로 형성되며, 고정 부재(91)를 통해 용이하게 휠(80)에 탈부착될 수 있다. 타이어(81)는 휠(80)의 외부에 결합될 수 있다. 내접 기어(70)는 휠(80)의 내부에 고정될 수 있다. 또는 내접 기어(70)는 휠(80)의 내부에 일체로 형성될 수 있다. 일 실시 예로서, 내접 기어(70)의 지름은 휠(80)의 지름과 동일할 수 있다. 외접 기어(60)는 내접 기어(70)에 맞물려 휠(80)의 내부에 설치될 수 있다. 내접 기어(70)와 외접 기어(60)의 기어비에 기초하여 인휠 타입 구동장치(100)의 감속비는 결정될 수 있다. 일 실시 예로서, 내접 기어(70)의 톱니수는 외접 기어(60)의 톱니수보다 클 수 있다.The MR brake 90 may be fixed to the center of the wheel 80 through the brake fixing member 91. In an embodiment, the MR brake 90 may be formed in a module type and may be easily attached to and detached from the wheel 80 through the fixing member 91. The tire 81 may be coupled to the outside of the wheel 80. The internal gear 70 may be fixed to the inside of the wheel 80. Alternatively, the internal gear 70 may be integrally formed inside the wheel 80. In one embodiment, the diameter of the internal gear 70 may be the same as the diameter of the wheel (80). The external gear 60 may be installed inside the wheel 80 in engagement with the internal gear 70. The reduction ratio of the in-wheel type drive apparatus 100 may be determined based on the gear ratio of the internal gear 70 and the external gear 60. In one embodiment, the number of teeth of the internal gear 70 may be greater than the number of teeth of the external gear 60.

휠 커버(50)에는 외접 기어(80)의 일부분이 관통하는 홈이 형성되며, 휠 커버(50)는 휠(80)의 한 측면에 결합되어 휠(80)의 회전을 지지할 수 있다. 휠 커버(50)는 휠(80)과 접촉되는 부분에 휠 베어링(51)을 포함할 수 있다. 휠(80)은 휠 베어링(51)을 통해 바퀴 지지대(10)에 고정되는 휠 커버(50)에 지지하여 회전할 수 있다. 브라켓(40)은 브라켓 고정 부재(41)를 통해 휠 커버(50)에 고정될 수 있다. 브라켓(40)은 모터 감속기(30)를 고정할 수 있다.The wheel cover 50 is provided with a groove through which a portion of the external gear 80 penetrates, and the wheel cover 50 is coupled to one side of the wheel 80 to support rotation of the wheel 80. The wheel cover 50 may include a wheel bearing 51 at a portion in contact with the wheel 80. The wheel 80 may rotate by supporting the wheel cover 50 that is fixed to the wheel support 10 through the wheel bearing 51. The bracket 40 may be fixed to the wheel cover 50 through the bracket fixing member 41. The bracket 40 may fix the motor reducer 30.

모터 감속기(30)는 외접 기어(60)에 연결되어 외접 기어(60)를 회전시킬 수 있다. 모터 감속기(30)는 모터(20)의 회전 속도를 인휠 타입 구동장치(100)에 필요한 속도로 제어할 수 있다. 모터(20)는 모터 감속기(30)에 연결되어 외접 기어(60)의 회전을 제어할 수 있다. 인휠 타입 구동장치(100)의 토크는 모터 감속기(30)의 감속비 및 외접 기어(60)와 내접 기어(70) 사이의 감속비에 기초하여 결정될 수 있다.The motor reducer 30 may be connected to the external gear 60 to rotate the external gear 60. The motor speed reducer 30 may control the rotation speed of the motor 20 to a speed required for the in-wheel type drive apparatus 100. The motor 20 may be connected to the motor reducer 30 to control the rotation of the external gear 60. The torque of the in-wheel type drive apparatus 100 may be determined based on the reduction ratio of the motor reducer 30 and the reduction ratio between the external gear 60 and the internal gear 70.

바퀴 지지대(10) 및 커플링(11)은 지지대 고정 부재(12)를 통해 휠 커버(50)에 고정될 수 있다. 모터(20)는 타이어(81)가 지면에 닿는 부분으로부터 수직한 상측에 배치될 수 있다. 바퀴 지지대(10)는 모터(20)가 설치된 위치로부터 특정한 각도(R)를 가지도록 배치될 수 있다. 하지만, 이것은 예시적인 것으로, 모터(20)의 위치 및 바퀴 지지대(10)가 설치되는 각도(R)는 이것에 한정되지 않는다. MR 브레이크(90)의 브레이크 중심축(92)은 커플링(11)에 의해 회전하지 않고 고정될 수 있다.The wheel support 10 and the coupling 11 may be fixed to the wheel cover 50 through the support fixing member 12. The motor 20 may be disposed above the vertical portion from which the tire 81 touches the ground. The wheel support 10 may be arranged to have a specific angle R from the position where the motor 20 is installed. However, this is exemplary and the position of the motor 20 and the angle R at which the wheel support 10 is installed are not limited thereto. The brake central axis 92 of the MR brake 90 can be fixed without rotation by the coupling 11.

인휠 타입 구동장치(100)는 보행보조기를 포함한 회전 구동이 필요한 모든 모빌리티에 적용할 수 있다. 예를 들면, 일반적인 바퀴 휠의 경우, 구동축, 외부에 배치된 토크를 발생시키는 모터, 감속과 정지를 위한 브레이크가 연결되어 있으며, 유압식 브레이크의 경우 별도의 습동부 장치가 요구된다. 이에 따른 부피 및 무게의 증가로 인하여 일반적인 바퀴 휠은 자동차와 같은 크기가 큰 모빌리티에만 적용이 가능하다. 반면에, 본 발명의 인휠 타입 구동장치(100)는 외접 기어(60), 내접 기어(70) 및 MR 브레이크(90)를 휠(80) 내부에 장착하여 부피 및 무게를 감소시킬 수 있다. 또한, 휠(80)의 중심부에 MR 브레이크(90)를 배치하여, 휠(80)의 크기와 동일한 크기의 내접 기어(70)를 이용하여 큰 힘을 발생할 수 있고, 안정적으로 힘을 전달할 수 있다. MR 브레이크(90)를 사용하는 경우 습동부가 없는 구조로 제작이 가능하기 때문에, 인휠 타입 구동장치(100)는 소형화에 적합하고 큰 토크를 발생시킬 수 있으며 인가 전원에 따른 응답특성이 향상될 수 있다. 또한, MR 브레이크(90)를 사용하는 경우 공급 전원에 따라 토크가 발생되기 때문에, 인휠 타입 구동장치(100)는 효율적인 제동력을 제공할 수 있다. 외접 기어(60)의 톱니수 및 지름은 인휠 타입 구동장치(100)에 요구되는 감속비에 따라 결정될 수 있다.The in-wheel type driving device 100 can be applied to all mobility requiring a rotational drive including a walking aid. For example, in the case of a general wheel wheel, a drive shaft, a motor for generating torque disposed outside, a brake for deceleration and stop is connected, a separate sliding unit device is required for a hydraulic brake. Due to this increase in volume and weight, the general wheel wheel can be applied only to large mobility such as a car. On the other hand, the in-wheel type drive device 100 of the present invention can reduce the volume and weight by mounting the external gear 60, the internal gear 70 and the MR brake 90 inside the wheel (80). In addition, by arranging the MR brake 90 in the center of the wheel 80, by using the internal gear 70 of the same size as the size of the wheel 80 can generate a large force, it is possible to transmit the force stably. . When the MR brake 90 is used, the in-wheel type driving device 100 can be manufactured in a structure without a sliding part, which is suitable for miniaturization, generates a large torque, and improves the response characteristics according to the applied power. have. In addition, since the torque is generated according to the power supply when using the MR brake 90, the in-wheel type drive apparatus 100 can provide an efficient braking force. The number of teeth and the diameter of the external gear 60 may be determined according to the reduction ratio required for the in-wheel type drive apparatus 100.

모터(20)는 모터 감속기(30)를 통해 외접 기어(60)를 회전시킬 수 있다. 외접 기어(60)는 미리 정해진 기어비에 따라 내접 기어(70)를 회전시킬 수 있다. 내접 기어(70)와 외접 기어(60)의 기어비에 기초하여 인휠 타입 구동장치(100)의 감속비는 결정될 수 있다. 내접 기어(70)는 휠(80)에 고정되어 있기 때문에, 외접 기어(60)의 회전에 따라 휠(80)은 회전할 수 있다. 즉, 모터(20)를 제어하여 휠(80)의 회전은 제어될 수 있다. 휠(80)의 중심부에 MR 브레이크가 배치되기 때문에 내접 기어(70)는 휠(80)의 크기에 비례하는 크기를 가질 수 있고, 따라서 부피 대비 큰 감속비가 제공될 수 있으며, 인휠 타입 구동장치(100)는 소형으로 제작되어 안정적인 구동이 가능하다. 일 실시 예로서, 모터(20)의 회전축은 휠(80)의 회전축과 서로 다를 수 있다.The motor 20 may rotate the external gear 60 through the motor reducer 30. The external gear 60 may rotate the internal gear 70 according to a predetermined gear ratio. The reduction ratio of the in-wheel type drive apparatus 100 may be determined based on the gear ratio of the internal gear 70 and the external gear 60. Since the internal gear 70 is fixed to the wheel 80, the wheel 80 can rotate in accordance with the rotation of the external gear 60. That is, the rotation of the wheel 80 may be controlled by controlling the motor 20. Since the MR brake is disposed at the center of the wheel 80, the internal gear 70 may have a size proportional to the size of the wheel 80, and thus a large reduction ratio may be provided. 100) is made compact and stable driving is possible. In one embodiment, the rotation axis of the motor 20 may be different from the rotation axis of the wheel 80.

본 발명의 인휠 타입 구동장치(100)는 회전부 및 고정부로 구분될 수 있으며, 인휠 타입 구동장치(100)가 모빌리티에 적용된 경우, 모빌리티 구동 시 회전부 및 고정부는 서로 다른 역할을 수행할 수 있다. 회전부는 휠(80), 타이어(81), 내접 기어(70), 외접 기어(80)를 포함할 수 있다. 사용자가 모빌리티에 외력을 가하면, 타이어(81)는 지면과 마찰하여 회전하고 동시에 휠(80), 내접 기어(70), 외접 기어(80) 및 모터(20)의 회전축이 함께 회전한다. 또한, MR 브레이크(90)의 하우징이 회전하고, 모터(20)의 무부하 토크 및 MR 유체의 기계적 토크가 발생한다. 만약 모빌리티에 가속이 더 필요한 경우, 모터(20)가 구동되어 외접 기어(80) 및 내접 기어(70)를 통해 휠(80)에 동력을 전달하여 가속할 수 있다. 고정부는 휠 커버(50), 커플링(11), 바퀴 지지대(10) 및 MR 브레이크(90)의 중심축을 포함할 수 있다. 인휠 타입 구동장치(100)가 다양한 모빌리티에 적용되는 경우, 고정부는 조립 부재의 역할을 담당할 수 있다. 사용자가 감속을 원하는 경우, MR 브레이크(90)에 포함된 MR 유체의 상대 회전을 통해 토크를 발생시켜, 회전부는 감속 또는 정지할 수 있다.In-wheel type driving device 100 of the present invention may be divided into a rotating portion and a fixed portion, and when the in-wheel type driving apparatus 100 is applied to mobility, the rotating portion and the fixed portion may perform different roles when driving mobility. The rotating unit may include a wheel 80, a tire 81, an internal gear 70, and an external gear 80. When the user exerts an external force on the mobility, the tire 81 rotates by friction with the ground, and at the same time, the rotary shaft of the wheel 80, the internal gear 70, the external gear 80 and the motor 20 rotate together. In addition, the housing of the MR brake 90 rotates to generate a no-load torque of the motor 20 and a mechanical torque of the MR fluid. If more acceleration is required for mobility, the motor 20 may be driven to transmit power to the wheel 80 through the external gear 80 and the internal gear 70 to accelerate. The fixing part may include a central axis of the wheel cover 50, the coupling 11, the wheel support 10, and the MR brake 90. When the in-wheel type driving device 100 is applied to various mobility, the fixing part may serve as an assembly member. When the user wants to decelerate, the torque may be generated by the relative rotation of the MR fluid included in the MR brake 90 so that the rotating unit may decelerate or stop.

도 3e는 도 3a의 MR 브레이크의 단면도이다. 도 3e을 참조하면, MR 브레이크(90)는 브레이크 하우징(93), 회전자 디스크(94), 브레이크 중심축(92), 고정자 디스크(95), 코일(96), 오일씰(97), 브레이크 베어링(98) 및 MR 유체(99)를 포함할 수 있다.3E is a cross-sectional view of the MR brake of FIG. 3A. Referring to FIG. 3E, the MR brake 90 includes a brake housing 93, a rotor disk 94, a brake central axis 92, a stator disk 95, a coil 96, an oil seal 97, and a brake bearing. 98 and MR fluid 99.

회전자 디스크(94)는 브레이크 하우징(93)에 결합되어 휠(80)의 회전에 따라 함께 회전할 수 있다. 고정자 디스크(95)는 브레이크 중심축(92)에 결합되어 휠(80)의 회전 시 회전하지 않고 고정되는 부분이다. MR 유체(99)는 회전자 디스크(94) 및 고정자 디스크(95) 사이에 위치할 수 있다. 오일씰(97)은 MR 유체(99)가 외부로 누출되는 것을 방지하고, 브레이크 베어링(98)은 브레이크 중심축(92)에 걸리는 하중을 분산하고, 브레이크 하우징(93) 및 회전자 디스크(94)의 회전을 돕기 위한 것이다. 브레이크 하우징(93)은 브레이크 고정 부재(91)를 통해 휠(80)에 고정될 수 있다.The rotor disk 94 may be coupled to the brake housing 93 and rotate together as the wheel 80 rotates. The stator disk 95 is a part which is coupled to the brake central axis 92 and fixed without rotation when the wheel 80 rotates. MR fluid 99 may be located between rotor disk 94 and stator disk 95. The oil seal 97 prevents leakage of the MR fluid 99 to the outside, the brake bearing 98 distributes the load applied to the brake center axis 92, and the brake housing 93 and the rotor disk 94. Is to help the rotation of the. The brake housing 93 may be fixed to the wheel 80 through the brake fixing member 91.

MR 브레이크(90)는 자기코일(96)에서 발생하는 자기장에 의해 회전하는 회전자 디스크(94)의 속도를 감속하거나 정지시킬 수 있다. 예를 들면, MR 유체(99)는 평상시 액체인 오일의 성질을 가지고 있다가 자기장의 영향을 받을 경우 입자들이 체인형태로 배열된다. 자기장의 세기가 커짐에 따라 체인구조는 더 단단해지며 외부에서 가해지는 전단력에 저항하거나 유체의 유동을 제한하여 회전자 디스크(94)와 고정자 디스크(95) 사이에 강한 항복전단응력이 발생하게 된다. 따라서, 자기코일(96)에 전원을 인가하면 자기장이 발생하고, 발생한 자기장에 의해 회전자 디스크(94)의 회전을 제어할 수 있다. 즉, MR 브레이크(90)는 휠(80)의 회전을 제어할 수 있다. MR 브레이크(90)의 성능은 MR 유체(99)가 가지는 최대 항복응력 및 토크를 발생시키는 회전자 디스크(94)와 고정자 디스크(95)의 단면적에 비례할 수 있다. MR 브레이크(90)는 회전자 디스크(94)와 고정자 디스크(95)의 상태 회전을 이용하여 휠(80)에 토크를 전달할 수 있다.The MR brake 90 can slow down or stop the speed of the rotating disk 94 by the magnetic field generated by the magnetic coil 96. For example, the MR fluid 99 has the property of an oil which is a liquid in general, and particles are arranged in a chain when subjected to a magnetic field. As the strength of the magnetic field increases, the chain structure becomes more rigid and resists the shear force applied from the outside or restricts the flow of the fluid, resulting in strong yield shear stress between the rotor disk 94 and the stator disk 95. Therefore, when power is applied to the magnetic coil 96, a magnetic field is generated, and the rotation of the rotor disk 94 can be controlled by the generated magnetic field. That is, the MR brake 90 may control the rotation of the wheel 80. The performance of the MR brake 90 may be proportional to the cross sectional area of the rotor disk 94 and stator disk 95 generating the maximum yield stress and torque of the MR fluid 99. The MR brake 90 may transfer torque to the wheel 80 using state rotation of the rotor disk 94 and stator disk 95.

예를 들면, MR 유체(99)는 비전도성 용매에 미크론 단위의 자성입자를 분산시킨 유체로서, 투과되는 자속밀도와 자계의 세기에 따라 특성이 변화된다. 자기코일(96)을 통해 자기장을 발생시키는 경우, MR 유체(99)는 뉴턴 유체의 움직임을 보이며 투과되는 자기장의 세기에 따라 항복응력이 변경되고 회전력을 통해 토크를 발생시킬 수 있다. 자기장을 제거하면, MR 유체(99)는 빙햄 유체의 움직임을 보이며 본래의 상태로 되돌아가서 고유의 점성만을 가질 수 있다.For example, the MR fluid 99 is a fluid in which magnetic particles of micron units are dispersed in a non-conductive solvent, and its characteristics change according to the magnetic flux density and the intensity of the magnetic field. When generating the magnetic field through the magnetic coil 96, the MR fluid 99 shows the movement of the Newtonian fluid, the yield stress is changed in accordance with the strength of the magnetic field transmitted through it can generate a torque through the rotational force. Upon removal of the magnetic field, the MR fluid 99 exhibits the motion of the Bingham fluid and can return to its original state to have only its inherent viscosity.

MR 브레이크(90)는 습동부가 없는 단순한 구조로 제작이 가능하고 소형화에 유리하며 체적대비 큰 출력 토크를 가질 수 있다. MR 브레이크(90)는 사용자의 설계에 따라 다양한 구조로 설계가 가능하며, 토크가 발생되는 부분에 따라 드럼형, 디스크형으로 구분될 수 있다. 또한, 회전자 디스크(94) 및 고정자 디스크(95)의 구조에 따라 자기코일(96)의 위치를 변경할 수 있다. 한편, MR 브레이크(90)는 모듈 타입으로 형성되어 브레이크 고정 부재(91)를 통해 휠(80)에 용이하게 탈부착될 수 있다.MR brake 90 can be manufactured in a simple structure without a sliding part, it is advantageous in miniaturization and can have a large output torque to volume. The MR brake 90 may be designed in various structures according to the user's design, and may be classified into a drum type and a disk type according to a portion where torque is generated. In addition, the position of the magnetic coil 96 can be changed according to the structures of the rotor disk 94 and the stator disk 95. On the other hand, the MR brake 90 is formed in a module type can be easily attached to the wheel 80 through the brake fixing member 91.

도 4a는 도 1의 핸들바 센서를 예시적으로 보여주는 사시도이다. 도 4b는 도 4a의 핸들바 센서를 보여주는 분해사시도이다. 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 핸들바 센서(400)는 보행보조기(1000)에 대해 회전 가능하게 연결되어, 사용자에 의해 파지 가능하다. 핸들바 센서(400)는 보행보조기(1000)와 연결되는 연결부재(410)와 사용자에 의해 파지 가능한 핸들바(420)를 포함할 수 있다. 핸들바 센서(400)는 사용자의 조작에 기초하여 사용자의 조향 의도 신호를 메인 제어 장치(500)에 전달할 수 있다.4A is a perspective view illustrating the handlebar sensor of FIG. 1. 4B is an exploded perspective view showing the handlebar sensor of FIG. 4A. 4A and 4B, the handlebar sensor 400 is rotatably connected with respect to the walking aid 1000, and can be gripped by a user. The handle bar sensor 400 may include a connection member 410 connected to the walking aid 1000 and a handle bar 420 grippable by a user. The handlebar sensor 400 may transmit the steering intention signal of the user to the main control device 500 based on the user's manipulation.

연결부재(410)는 핸들바(420)와 보행보조기(1000) 사이에 마련되며, 핸들바(420)의 일단부가 삽입 가능한 연결홈(411)을 구비할 수 있다. 여기서, 연결홈(411)의 지름은 핸들바(420)의 일단부가 유격된 간격(G)을 가지고 삽입 가능하도록, 핸들바(420)의 직경보다 크다.The connection member 410 may be provided between the handle bar 420 and the walking aid 1000, and may include a connection groove 411 into which one end of the handle bar 420 may be inserted. Here, the diameter of the connection groove 411 is larger than the diameter of the handle bar 420 so that one end of the handle bar 420 can be inserted with a gap (G) spaced apart.

핸들바(420)는 일단부가 연결부재(410)의 연결홈(411)에 삽입되고, 타단부가 일단부로부터 길이방향으로 연장되는 봉 형상을 가질 수 있다. 이러한 핸들바(420)의 형상은 도시된 예로 한정되지 않으며, 사용자에 의해 파지가 용이한 다양한 형상으로 변경될 수 있다.The handle bar 420 may have a rod shape, one end of which is inserted into the connection groove 411 of the connection member 410 and the other end of which extends in the longitudinal direction from the one end. The shape of the handlebar 420 is not limited to the illustrated example, and may be changed into various shapes that are easily gripped by a user.

한편, 핸들바(420)의 일단부와 연결홈(411) 사이에 유격된 간격(G)이 마련됨으로써, 핸들바(420)는 연결홈(411)에 삽입된 일단부를 중심으로 타단부가 회전될 수 있게 된다. 이때, 핸들바(420)의 일단부에는 회전축(423)이 마련되어 연결홈(411)에 삽입됨으로써, 핸들바(420)의 회전을 가이드할 수 있다.On the other hand, the clearance gap (G) is provided between one end of the handle bar 420 and the connection groove 411, the handle bar 420 is rotated the other end around the one end inserted into the connection groove 411. It becomes possible. In this case, one end of the handle bar 420 is provided with a rotation shaft 423 is inserted into the connection groove 411, it is possible to guide the rotation of the handle bar 420.

감지유닛(430)은 핸들바 센서(400)에 복수개 마련되어, 조향에 따라 가변되는 압력 변화로 사용자의 조향 의지를 감지할 수 있다. 감지유닛(430)은 제1 및 제2 감지부(431, 432)를 포함하여 조향 방향을 감지할 수 있다.The sensing unit 430 may be provided in a plurality of handle bar sensors 400 to sense the steering intention of the user with a pressure change that varies according to steering. The sensing unit 430 may include first and second sensing units 431 and 432 to sense a steering direction.

제1 감지부(431)는 핸들바(420)의 외주면을 따라 원주방향으로 상호 나란하게 마련되어, 핸들바(420)를 조작하는 방향에 따라 가변되는 압력을 감지할 수 있다. 이러한 제1 감지부(431)는 압력 변화를 감지하기 위한 압력센서를 복수개 포함하며, 일 실시 예로서, FSR(Force Sensitive Resister) 센서를 포함할 수 있다.The first sensing unit 431 may be provided in parallel with each other in the circumferential direction along the outer circumferential surface of the handle bar 420, and may detect a pressure that varies depending on a direction in which the handle bar 420 is manipulated. The first detecting unit 431 may include a plurality of pressure sensors for detecting a pressure change, and as an example, may include a Force Sensitive Resister (FSR) sensor.

본 실시 예에서는 제1 감지부(431)가 도 4b 및 도 4c의 도시와 같이, 핸들바(420)의 원주방향으로 상호 나란하게 8개 마련되는 것으로 도시 및 예시한다. 그러나 꼭 이에 한정되는 것은 아니며, 제1 감지부(431)가 핸들바(420)의 가로방향에 대한 적어도 4방향으로 가해지는 압력 변화를 감지할 수 있도록, 적어도 4개 이상 마련되는 다양한 변형 예가 가능함은 당연하다. 제1 감지부(431)를 통해, 사용자는 감속 또는 정지에 대응하는 조향 의도를 전달할 수 있다.In the present exemplary embodiment, as illustrated in FIGS. 4B and 4C, eight first sensing units 431 are provided in parallel with each other in the circumferential direction of the handle bar 420. However, the present disclosure is not limited thereto, and various modifications may be provided in which at least four or more are provided so that the first sensing unit 431 may detect a pressure change applied in at least four directions with respect to the horizontal direction of the handlebar 420. Of course. Through the first sensing unit 431, the user may transmit a steering intention corresponding to the deceleration or stop.

제2 감지부(432)는 연결홈(411)에 삽입되는 핸들바(420)의 일단부에 마련되어, 핸들바(420)를 밀거나 당기는 압력 변화를 감지하도록 적어도 하나 마련될 수 있다. 일 실시 예로서, 제2 감지부(432)는 핸들바(420)의 일단부에 마련되는 회전축(423)에 마련될 수 있다. 또한, 제2 감지부(432)는 제1 감지부(431)와 마찬가지로 FSR 센서와 같은 압력 센서를 포함하여, 핸들바(420)에 가해지는 밀거나 당기는 압력 변화를 감지할 수 있다. 이러한 제2 감지부(432)는 핸들바(420)를 밀거나 당기는 압력 변화를 감지함으로써, 사용자가 핸들바(420)를 파지한 상태로 전진 또는 후진하는지 여부를 감지할 수 있게 된다. 한편, 제2 감지부(432)를 통해, 보행보조기(1000)의 속도와 사용자의 걸음 속도 사이의 상대적인 차이가 감지될 수 있다.The second sensing unit 432 may be provided at one end of the handle bar 420 inserted into the connection groove 411, and at least one second sensing unit 432 may be provided to sense a pressure change to push or pull the handle bar 420. As an example, the second sensing unit 432 may be provided on the rotation shaft 423 provided at one end of the handle bar 420. In addition, the second detector 432 may include a pressure sensor such as an FSR sensor, similar to the first detector 431, to detect a push or pull pressure change applied to the handlebar 420. The second detection unit 432 detects a pressure change that pushes or pulls the handlebar 420, so that the user can detect whether the user moves forward or backward while holding the handlebar 420. Meanwhile, a relative difference between the speed of the walking aid 1000 and the walking speed of the user may be detected by the second sensing unit 432.

메인 제어 장치(500)는 감지유닛(430)에 의해 감지된 조향 의도에 연동하여 인휠 타입 구동장치(100)의 구동을 제어할 수 있다. 일 실시 예로서, 메인 제어 장치(500)는 감지유닛(430)에 의해 감지된 정보로 압력중심을 도출하여, 사용자의 조향 의도(감속 또는 정지)를 판단하여 모터(20) 및 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다. 이러한 메인 제어 장치(500)가 감지유닛(430)에 의해 감지된 정보를 이용해 사용자의 조향 의도(감속 또는 정지)를 판단함을 도 4c를 참고하여 설명한다.The main control apparatus 500 may control the driving of the in-wheel type driving apparatus 100 in association with the steering intention sensed by the sensing unit 430. In an embodiment, the main control device 500 derives the pressure center based on the information detected by the sensing unit 430, and determines the steering intention (deceleration or stop) of the user to determine the motor 20 and the MR brake 90. ) Can be controlled. It will be described with reference to Figure 4c that the main control device 500 determines the steering intention (deceleration or stop) of the user using the information detected by the detection unit 430.

도 4c는 도 4b의 제1 감지부의 단면을 보여주는 도면이다. 도 4c를 참고하면, 지면과 수평 및 수직한 축이 이루고 있는 좌표계를 제1좌표계(x1, y1)로 지칭하고, 제1좌표계(x1, y1)에 대해 45° 각도를 이루고 있는 좌표계를 제2좌표계(x2, y2)라고 지칭할 경우, 각 축들이 교차하는 지점을 영(0)으로 조절하여 축의 끝부분을 ±1024로 지정한다.4C is a cross-sectional view of the first sensing unit of FIG. 4B. Referring to FIG. 4C, a coordinate system formed by horizontal and vertical axes of the ground is referred to as a first coordinate system x1 and y1, and a coordinate system that forms an angle of 45 ° with respect to the first coordinate system x1 and y1 is referred to as a second coordinate system. When referring to the coordinate system (x2, y2), the end of the axis is designated as ± 1024 by adjusting the intersection point of each axis to zero (0).

제1좌표계(x1, y1) 및 제2좌표계(x2, y2)를 이루고 있는 제1 감지부(431)의 감지된 정보를 이용하여 제1좌표계(x1, y1)의 압력중심(Center Of Pressure, COP) 및 제2좌표계(x2, y2)의 압력중심을 도출할 수 있다. 여기서, 제2좌표계(x2, y2)의 압력중심은 수학식 6과 같은 회전 변환을 이용하여 제1좌표계(x1, y1)로 변환될 수 있다.The center of pressure of the first coordinate system (x1, y1) using the detected information of the first sensing unit 431 constituting the first coordinate system (x1, y1) and the second coordinate system (x2, y2) COP) and the pressure center of the second coordinate system (x2, y2) can be derived. Here, the pressure center of the second coordinate system (x2, y2) can be converted to the first coordinate system (x1, y1) using a rotation transformation as shown in equation (6).

Figure pat00014
Figure pat00014

제1좌표계(x1, y1)의 압력중심과 수학식 6에 의해 제2좌표계(x2, y2)에서 변환한 압력중심의 좌표값의 평균을 도출함으로써, 최종적으로 압력중심의 좌표값을 도출할 수 있다.By deriving the average of the pressure center of the first coordinate system (x1, y1) and the pressure center coordinates converted in the second coordinate system (x2, y2) by Equation 6, the coordinate value of the pressure center can be finally derived. have.

최종적으로 도출된 압력중심의 좌표값을 이용하여, 메인 제어 장치(500)는 사용자의 조향 의도(감속 또는 정지)를 판단하고, 판단된 사용자의 조향 의도에 따라 보행보조기(1000)의 구동력 또는 제동력을 발생시킬 수 있다.Using the finally derived pressure center coordinate value, the main control device 500 determines the steering intention (deceleration or stop) of the user, and according to the determined steering intention of the user, the driving force or braking force of the walking aid 1000. Can be generated.

한편, 메인 제어 장치(500)은 도출된 조향 정보를 수집하여 프로파일을 생성한다. 그로 인해, 메인 제어 장치(500)은 조향 정보가 늘어날수록 사용자의 조향 의도(감속 또는 정지)를 정확히 파악할 수 있다.On the other hand, the main control device 500 collects the derived steering information to generate a profile. Therefore, the main control device 500 can accurately grasp the steering intention (deceleration or stoppage) of the user as the steering information increases.

도 5a 및 도 5b는 보행보조기를 평지에서 감속시키기 위한 보행보조기의 제어 방법을 보여주는 도면이다. 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 보행보조기(1000)는 평지에서 최초 속도에 따라 동작하다가 사용자의 감속 의도에 기초하여 감속되고, 최종 속도를 유지하여 동작할 수 있다.5A and 5B are diagrams illustrating a control method of a walking aid for decelerating a walking aid on a flat surface. Referring to FIGS. 5A and 5B, the walking aid 1000 may operate according to an initial speed on a flat surface, and may be decelerated based on a deceleration intention of a user, and may operate while maintaining a final speed.

보행보조기(1000)의 동작 중에, 메인 제어 장치(500)는 기울기 센서(200)로부터 보행보조기(1000)의 기울기 정보를 수신할 수 있다(S110 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 주기적으로 기울기 정보를 수신할 수 있다. During operation of the walking aid 1000, the main control device 500 may receive tilt information of the walking aid 1000 from the tilt sensor 200 (S110). For example, the main control device 500 may periodically receive the tilt information.

메인 제어 장치(500)는 기울기 정보에 기초하여 현재 지형을 평지 상태로 판단할 수 있다(S120 단계). 메인 제어 장치(500)는 바퀴 회전 센서(300)로부터 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM을 수신할 수 있다(S130 단계). The main control apparatus 500 may determine the current terrain as a flat state based on the slope information (S120). The main control device 500 may receive the current RPM of the in-wheel type driving device 100 from the wheel rotation sensor 300 (step S130).

메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)를 통해 사용자의 감속 의도를 확인하고, 인휠 타입 구동장치(100)의 목표 RPM을 설정할 수 있다(S140 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)로부터 조향 의도 신호를 수신할 수 있다. 조향 의도 신호는 핸들바(420)의 각도에 따라 감속 의도 신호 또는 정지 의도 신호로 구분될 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 감속 의도 신호를 수신하는 경우 감속 의도에 대응하는 인휠 타입 구동장치(100)의 목표 RPM을 설정할 수 있다. 목표 RPM은 미리 저장된 수식 또는 룩 업 테이블에 기초하여 결정될 수 있다.The main control apparatus 500 may check the deceleration intention of the user through the handlebar sensor 400 and set a target RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 (S140). For example, the main control device 500 may receive a steering intention signal from the handlebar sensor 400. The steering intention signal may be classified into a deceleration intention signal or a stop intention signal according to the angle of the handle bar 420. When the main control device 500 receives the deceleration intention signal, the main control device 500 may set a target RPM of the in-wheel type driving device 100 corresponding to the deceleration intention. The target RPM may be determined based on a previously stored formula or lookup table.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM에 기초하여 감속에 필요한 모터(20)의 감속 RPM 및 MR 브레이크(90)의 감속 토크를 결정할 수 있다(S150 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM과 목표 RPM의 차이에 대응하는 모터(20)의 감속 RPM 및 MR 브레이크(90)의 감속 토크를 결정할 수 있다.The main control apparatus 500 may determine the deceleration RPM of the motor 20 and the deceleration torque of the MR brake 90 necessary for deceleration based on the current RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 (S150). For example, the main control apparatus 500 may determine the deceleration RPM of the motor 20 and the deceleration torque of the MR brake 90 corresponding to the difference between the current RPM and the target RPM of the in-wheel type driving apparatus 100.

메인 제어 장치(500)는 결정된 감속 RPM 및 감속 토크에 기초하여 모터(20) 및 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다(S160 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 결정된 감속 RPM 및 감속 토크에 대응하는 PWM 신호를 생성할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 생성된 PWM 신호를 통해 전류를 제어하여 모터(20) 및 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다.The main control apparatus 500 may control the motor 20 and the MR brake 90 based on the determined deceleration RPM and the deceleration torque (S160). For example, the main control apparatus 500 may generate a PWM signal corresponding to the determined deceleration RPM and the deceleration torque. The main controller 500 may control the motor 20 and the MR brake 90 by controlling a current through the generated PWM signal.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 목표 RPM에 도달하면, 감속 RPM을 유지하도록 모터(20)를 제어하고, MR 브레이크(90)의 작동을 중지시킬 수 있다(S170 단계). 따라서, 보행보조기(1000)는 최초 속도에서 감속되어 최종 속도를 계속 유지할 수 있다.When the current RPM of the in-wheel type drive apparatus 100 reaches the target RPM, the main controller 500 may control the motor 20 to maintain the deceleration RPM and stop the operation of the MR brake 90 ( Step S170). Thus, the walking aid 1000 may be decelerated at the initial speed to maintain the final speed.

도 6a 및 도 6b는 보행보조기를 평지에서 정지시키기 위한 보행보조기의 제어 방법을 보여주는 도면이다. 도 6a 및 도 6b를 참조하면, 보행보조기(1000)는 평지에서 최초 속도에 따라 동작하다가 사용자의 정지 의도에 기초하여 감속되고, 최종적으로 정지할 수 있다.6A and 6B are diagrams illustrating a control method of a walking aid for stopping the walking aid on a flat surface. Referring to FIGS. 6A and 6B, the walking aid 1000 may operate according to an initial speed on a flat surface, and may be decelerated based on a user's stop intention and finally stopped.

보행보조기(1000)의 동작 중에, 메인 제어 장치(500)는 기울기 센서(200)로부터 보행보조기(1000)의 기울기 정보를 수신할 수 있다(S210 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 주기적으로 기울기 정보를 수신할 수 있다. During operation of the walking aid 1000, the main control device 500 may receive tilt information of the walking aid 1000 from the tilt sensor 200 (S210). For example, the main control device 500 may periodically receive the tilt information.

메인 제어 장치(500)는 기울기 정보에 기초하여 현재 지형을 평지 상태로 판단할 수 있다(S220 단계). 메인 제어 장치(500)는 바퀴 회전 센서(300)로부터 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM을 수신할 수 있다(S230 단계). The main control apparatus 500 may determine the current terrain as a flat state based on the slope information (S220). The main control apparatus 500 may receive the current RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 from the wheel rotation sensor 300 (step S230).

메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)를 통해 사용자의 정지 의도를 확인하고, 모터(20)의 작동을 중지할 수 있다(S240 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)로부터 조향 의도 신호를 수신할 수 있다. 조향 의도 신호는 핸들바(420)의 각도에 따라 감속 의도 신호 또는 정지 의도 신호로 구분될 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 정지 의도 신호를 수신하는 경우 더이상 모터(20)의 구동력이 필요없기 때문에 모터(20)의 작동을 중지시킬 수 있다. 모터(20)는 이때부터 무부하 운동을 할 수 있다.The main control apparatus 500 may check the stop intention of the user through the handlebar sensor 400, and stop the operation of the motor 20 (S240). For example, the main control device 500 may receive a steering intention signal from the handlebar sensor 400. The steering intention signal may be classified into a deceleration intention signal or a stop intention signal according to the angle of the handle bar 420. When the main control device 500 receives the stop intention signal, the main control device 500 may stop the operation of the motor 20 because the driving force of the motor 20 is no longer needed. The motor 20 may perform a no load movement from this time.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM에 기초하여 정지에 필요한 MR 브레이크(90)의 정지 토크를 결정할 수 있다(S250 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 0으로 감소하기 위한(즉, 현재 RPM의 크기에 대응하는) MR 브레이크(90)의 정지 토크를 결정할 수 있다.The main control apparatus 500 may determine the stopping torque of the MR brake 90 required for stopping based on the current RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 (S250). For example, the main control device 500 may determine the stop torque of the MR brake 90 for reducing the current RPM of the in-wheel type drive 100 to zero (ie, corresponding to the magnitude of the current RPM). .

메인 제어 장치(500)는 결정된 정지 토크에 기초하여 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다(S260 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 결정된 정지 토크에 대응하는 PWM 신호를 생성할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 생성된 PWM 신호를 통해 전류를 제어하여 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다.The main control apparatus 500 may control the MR brake 90 based on the determined stop torque (step S260). For example, the main control device 500 may generate a PWM signal corresponding to the determined stop torque. The main control apparatus 500 may control the MR brake 90 by controlling a current through the generated PWM signal.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 0에 도달하면, 즉, 인휠 타입 구동장치(100)가 정지하면, MR 브레이크(90)의 작동을 중지시킬 수 있다(S270 단계). 따라서, 보행보조기(1000)는 최초 속도에서 감속되어 정지할 수 있다.The main control apparatus 500 may stop the operation of the MR brake 90 when the current RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 reaches 0, that is, when the in-wheel type driving apparatus 100 stops (S270). step). Therefore, the walking aid 1000 may be stopped at the initial speed.

도 7a 및 도 7b는 보행보조기를 내리막 경사에서 감속시키기 위한 보행보조기의 제어 방법을 보여주는 도면이다. 도 7a 및 도 7b를 참조하면, 보행보조기(1000)는 내리막 경사에 진입하면 최초 속도에 따라 동작하다가 사용자의 감속 의도에 기초하여 감속되고, 최종 속도를 유지하여 동작할 수 있다. 보행보조기(1000)가 내리막 경사에 진입하면, 사용자의 의도와 상관없이 보행보조기(1000)는 가속될 수 있다. 따라서, 보행보조기(1000)를 안전하게 감속할 필요가 있다.7A and 7B are diagrams illustrating a control method of a walking aid for decelerating a walking aid on a downhill slope. Referring to FIGS. 7A and 7B, when the walking aid 1000 enters a downhill slope, the walking aid 1000 may be operated according to the initial speed, and then decelerated based on the deceleration intention of the user, and may be operated by maintaining the final speed. When the walking aid 1000 enters a downhill slope, the walking aid 1000 may be accelerated regardless of a user's intention. Therefore, it is necessary to safely decelerate the walking aid 1000.

보행보조기(1000)가 내리막 경사에 진입하면, 메인 제어 장치(500)는 기울기 센서(200)로부터 보행보조기(1000)의 기울기 정보를 수신할 수 있다(S310 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 주기적으로 기울기 정보를 수신할 수 있다. When the walking aid 1000 enters the downhill slope, the main control apparatus 500 may receive inclination information of the walking aid 1000 from the tilt sensor 200 (S310). For example, the main control device 500 may periodically receive the tilt information.

메인 제어 장치(500)는 기울기 정보에 기초하여 현재 지형을 내리막 경사 상태로 판단할 수 있다(S320 단계). 메인 제어 장치(500)는 바퀴 회전 센서(300)로부터 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM을 수신할 수 있다(S330 단계). The main control apparatus 500 may determine the current terrain as the downhill slope state based on the slope information (S320). The main control device 500 may receive the current RPM of the in-wheel type driving device 100 from the wheel rotation sensor 300 (step S330).

메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)를 통해 사용자의 감속 의도를 확인하고, 인휠 타입 구동장치(100)의 목표 RPM을 설정할 수 있다(S340 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)로부터 조향 의도 신호를 수신할 수 있다. 조향 의도 신호는 핸들바(420)의 각도에 따라 감속 의도 신호 또는 정지 의도 신호로 구분될 수 있다. 또한, 조향 의도 신호는 핸들바(420)를 당겨지는 압력에 따라 감속 의도 신호 또는 정지 의도 신호로 구분될 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 감속 의도 신호를 수신하는 경우 감속 의도에 대응하는 인휠 타입 구동장치(100)의 목표 RPM을 설정할 수 있다. 목표 RPM은 미리 저장된 수식 또는 룩 업 테이블에 기초하여 결정될 수 있다.The main control apparatus 500 may check the deceleration intention of the user through the handlebar sensor 400 and set a target RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 (S340). For example, the main control device 500 may receive a steering intention signal from the handlebar sensor 400. The steering intention signal may be classified into a deceleration intention signal or a stop intention signal according to the angle of the handle bar 420. In addition, the steering intention signal may be classified into a deceleration intention signal or a stop intention signal according to the pressure to pull the handlebar 420. When the main control device 500 receives the deceleration intention signal, the main control device 500 may set a target RPM of the in-wheel type driving device 100 corresponding to the deceleration intention. The target RPM may be determined based on a previously stored formula or lookup table.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM에 기초하여 감속에 필요한 모터(20)의 감속 RPM 및 MR 브레이크(90)의 제1 감속 토크를 결정할 수 있다(S350 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM과 목표 RPM의 차이에 대응하는 모터(20)의 감속 RPM 및 MR 브레이크(90)의 제1 감속 토크를 결정할 수 있다.The main controller 500 may determine the deceleration RPM of the motor 20 and the first deceleration torque of the MR brake 90 that are required for deceleration based on the current RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 (S350). For example, the main controller 500 may determine the deceleration RPM of the motor 20 and the first deceleration torque of the MR brake 90 corresponding to the difference between the current RPM and the target RPM of the in-wheel type drive apparatus 100. have.

메인 제어 장치(500)는 내리막 경사의 경사각(a1)에 기초하여 MR 브레이크(90)의 제2 감속 토크를 결정할 수 있다(S360 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 기울기 정보에 기초하여 내리막 경사의 경사각(a1)을 계산할 수 있다. 제2 감속 토크는 내리막 경사의 경사각(a1)에 의한 추가적인 가속을 방지하기 위한 토크이다.The main controller 500 may determine the second deceleration torque of the MR brake 90 based on the inclination angle a1 of the downhill slope (S360). For example, the main control device 500 may calculate the inclination angle a1 of the downhill slope based on the inclination information. The second deceleration torque is a torque for preventing further acceleration due to the inclination angle a1 of the downhill slope.

메인 제어 장치(500)는 결정된 감속 RPM과 제1 및 제2 감속 토크에 기초하여 모터(20) 및 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다(S370 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 결정된 감속 RPM과 제1 및 제2 감속 토크에 대응하는 PWM 신호를 생성할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 생성된 PWM 신호를 통해 전류를 제어하여 모터(20) 및 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 제1 감속 토크와 제2 감속 토크를 합한 토크량으로 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다.The main control apparatus 500 may control the motor 20 and the MR brake 90 based on the determined deceleration RPM and the first and second deceleration torques (S370). For example, the main control apparatus 500 may generate a PWM signal corresponding to the determined deceleration RPM and the first and second deceleration torques. The main controller 500 may control the motor 20 and the MR brake 90 by controlling a current through the generated PWM signal. The main controller 500 may control the MR brake 90 by a torque amount obtained by adding the first deceleration torque and the second deceleration torque.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 목표 RPM에 도달하면, 감속 RPM을 유지하도록 모터(20)를 제어하고, 제1 감속 토크를 유지하도록 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다(S380 단계). 따라서, 보행보조기(1000)는 최초 속도에서 감속되어 최종 속도를 계속 유지할 수 있다. MR 브레이크(90)가 제1 감속 토크를 유지하여, 보행보조기(1000)는 내리막 경사에서도 최종 속도를 유지할 수 있다.The main controller 500 controls the motor 20 to maintain the deceleration RPM when the current RPM of the in-wheel type drive apparatus 100 reaches the target RPM, and applies the MR brake 90 to maintain the first deceleration torque. Can be controlled (step S380). Thus, the walking aid 1000 may be decelerated at the initial speed to maintain the final speed. The MR brake 90 maintains the first deceleration torque, so that the walking aid 1000 may maintain the final speed even on the downhill slope.

도 8a 및 도 8b는 보행보조기를 내리막 경사에서 정지시키기 위한 보행보조기의 제어 방법을 보여주는 도면이다. 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 보행보조기(1000)는 내리막 경사에 진입하면 최초 속도에 따라 동작하다가 사용자의 정지 의도에 기초하여 감속되고, 최종적으로 정지할 수 있다. 보행보조기(1000)가 내리막 경사에 진입하면, 사용자의 의도와 상관없이 보행보조기(1000)는 가속될 수 있다. 따라서, 보행보조기(1000)를 안전하게 감속 후 정지시킬 필요가 있다.8A and 8B illustrate a control method of the walking aid for stopping the walking aid on a downhill slope. Referring to FIGS. 8A and 8B, when the walking aid 1000 enters a downhill slope, the walking aid 1000 may operate according to an initial speed, and may be decelerated based on a user's intention to stop and finally stop. When the walking aid 1000 enters a downhill slope, the walking aid 1000 may be accelerated regardless of a user's intention. Therefore, it is necessary to safely decelerate and stop the walking aid 1000.

보행보조기(1000)가 내리막 경사에 진입하면, 메인 제어 장치(500)는 기울기 센서(200)로부터 보행보조기(1000)의 기울기 정보를 수신할 수 있다(S410 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 주기적으로 기울기 정보를 수신할 수 있다. When the walking aid 1000 enters the downhill slope, the main control apparatus 500 may receive inclination information of the walking aid 1000 from the tilt sensor 200 (S410). For example, the main control device 500 may periodically receive the tilt information.

메인 제어 장치(500)는 기울기 정보에 기초하여 현재 지형을 내리막 경사 상태로 판단할 수 있다(S420 단계). 메인 제어 장치(500)는 바퀴 회전 센서(300)로부터 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM을 수신할 수 있다(S430 단계). The main control apparatus 500 may determine the current terrain as the downhill slope state based on the slope information (S420). The main control device 500 may receive the current RPM of the in-wheel type driving device 100 from the wheel rotation sensor 300 (step S430).

메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)를 통해 사용자의 정지 의도를 확인하고, 모터(20)의 작동을 중지시킬 수 있다(S440 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)로부터 조향 의도 신호를 수신할 수 있다. 조향 의도 신호는 핸들바(420)의 각도에 따라 감속 의도 신호 또는 정지 의도 신호로 구분될 수 있다. 또한, 조향 의도 신호는 핸들바(420)를 당겨지는 압력에 따라 감속 의도 신호 또는 정지 의도 신호로 구분될 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 정지 의도 신호를 수신하는 경우 더이상 모터(20)의 구동력이 필요없기 때문에 모터(20)의 작동을 중지시킬 수 있다. 모터(20)는 이때부터 무부하 운동을 할 수 있다.The main control apparatus 500 may check the stop intention of the user through the handlebar sensor 400 and stop the operation of the motor 20 (S440). For example, the main control device 500 may receive a steering intention signal from the handlebar sensor 400. The steering intention signal may be classified into a deceleration intention signal or a stop intention signal according to the angle of the handle bar 420. In addition, the steering intention signal may be classified into a deceleration intention signal or a stop intention signal according to the pressure to pull the handlebar 420. When the main control device 500 receives the stop intention signal, the main control device 500 may stop the operation of the motor 20 because the driving force of the motor 20 is no longer needed. The motor 20 may perform a no load movement from this time.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM에 기초하여 정지에 필요한 MR 브레이크(90)의 제1 정지 토크를 결정할 수 있다(S450 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 0으로 감소하기 위한(즉, 현재 RPM의 크기에 대응하는) MR 브레이크(90)의 제1 정지 토크를 결정할 수 있다.The main control apparatus 500 may determine the first stopping torque of the MR brake 90 required for stopping based on the current RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 (S450). For example, the main control device 500 may determine the first stopping torque of the MR brake 90 for reducing the current RPM of the in-wheel type drive 100 to zero (ie, corresponding to the magnitude of the current RPM). Can be.

메인 제어 장치(500)는 내리막 경사의 경사각(a2)에 기초하여 MR 브레이크(90)의 제2 정지 토크를 결정할 수 있다(S460 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 기울기 정보에 기초하여 내리막 경사의 경사각(a2)을 계산할 수 있다. 제2 정지 토크는 내리막 경사의 경사각(a2)에 의한 추가적인 가속을 방지하기 위한 토크이다.The main controller 500 may determine the second stop torque of the MR brake 90 based on the inclination angle a2 of the downhill slope (S460). For example, the main controller 500 may calculate the inclination angle a2 of the downhill slope based on the inclination information. The second stop torque is a torque for preventing further acceleration by the inclination angle a2 of the downhill slope.

메인 제어 장치(500)는 결정된 제1 및 제2 정지 토크에 기초하여 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다(S470 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 결정된 제1 및 제2 정지 토크에 대응하는 PWM 신호를 생성할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 생성된 PWM 신호를 통해 전류를 제어하여 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 제1 정지 토크와 제2 정지 토크를 합한 토크량으로 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다.The main control apparatus 500 may control the MR brake 90 based on the determined first and second stop torques (S470). For example, the main control device 500 may generate a PWM signal corresponding to the determined first and second stop torques. The main control apparatus 500 may control the MR brake 90 by controlling a current through the generated PWM signal. The main controller 500 may control the MR brake 90 by a torque amount obtained by adding the first and second stop torques.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 0에 도달하면, 즉, 인휠 타입 구동장치(100)가 정지하면, 제2 정지 토크를 유지하도록 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다(S480 단계). 따라서, 보행보조기(1000)는 최초 속도에서 감속되어 정지할 수 있다. MR 브레이크(90)가 제2 정지 토크를 유지하여, 보행보조기(1000)는 내리막 경사에서도 정지 상태를 유지할 수 있다.The main controller 500 controls the MR brake 90 to maintain the second stop torque when the current RPM of the in-wheel type drive 100 reaches zero, that is, when the in-wheel type drive 100 stops. Can be done (step S480). Therefore, the walking aid 1000 may be stopped at the initial speed. The MR brake 90 maintains the second stop torque, so that the walk assister 1000 may maintain the stopped state even when the downhill slope is inclined.

도 9a 및 도 9b는 보행보조기를 오르막 경사에서 감속시키거나 밀림을 방지하기 위한 보행보조기의 제어 방법을 보여주는 도면이다. 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 보행보조기(1000)는 오르막 경사에서 최초 속도에 따라 동작하다가 사용자의 감속 의도에 기초하여 감속되고, 최종 속도를 유지하여 동작할 수 있다. 또한, 보행보조기(1000)는 인휠 타입 구동장치(100)의 회전 방향에 따라 전진 이동 동작 또는 밀림 방지 동작을 수행할 수 있다.9A and 9B are views illustrating a control method of the walking aid for slowing down the walking aid on an uphill slope or preventing the walking aid. 9A and 9B, the walking aid 1000 may operate according to an initial speed at an uphill slope, and may be decelerated based on a user's deceleration intention, and may be operated while maintaining a final speed. In addition, the walking aid 1000 may perform the forward movement operation or the anti-rolling operation according to the rotation direction of the in-wheel type driving device 100.

보행보조기(1000)가 오르막 경사에 진입하면, 메인 제어 장치(500)는 기울기 센서(200)로부터 보행보조기(1000)의 기울기 정보를 수신할 수 있다(S501 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 주기적으로 기울기 정보를 수신할 수 있다. When the walking aid 1000 enters an uphill slope, the main control apparatus 500 may receive inclination information of the walking aid 1000 from the tilt sensor 200 (operation S501). For example, the main control device 500 may periodically receive the tilt information.

메인 제어 장치(500)는 기울기 정보에 기초하여 현재 지형을 오르막 경사 상태로 판단할 수 있다(S503 단계). 메인 제어 장치(500)는 바퀴 회전 센서(300)로부터 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM을 수신할 수 있다(S505 단계). The main control apparatus 500 may determine the current terrain as an uphill slope state based on the slope information (S503). The main control device 500 may receive the current RPM of the in-wheel type driving device 100 from the wheel rotation sensor 300 (step S505).

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM에 기초하여 인휠 타입 구동장치(100)의 회전 방향을 판단할 수 있다(S507 단계). 예를 들면, 인휠 타입 구동장치(100)의 회전 방향이 정방향인 경우, 즉, 보행보조기(100)가 전진하는 경우, S509 내지 S515 단계에서 전진 이동 동작이 수행될 수 있다. 인휠 타입 구동장치(100)의 회전 방향이 역방향인 경우, 즉, 보행보조기(100)가 후진하는 경우, S517 내지 S523 단계에서 밀림 방지 동작이 수행될 수 있다.The main control apparatus 500 may determine the rotation direction of the in-wheel type driving apparatus 100 based on the current RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 (S507). For example, when the rotation direction of the in-wheel type driving device 100 is in the forward direction, that is, when the walk assister 100 moves forward, the forward movement operation may be performed in steps S509 to S515. When the direction of rotation of the in-wheel type driving device 100 is in the reverse direction, that is, when the walk assister 100 moves backward, the anti-rolling operation may be performed in steps S517 to S523.

S507 단계에서 보행보조기(100)가 전진하는 경우, 메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)를 통해 사용자의 감속 의도를 확인하고, 인휠 타입 구동장치(100)의 목표 RPM을 설정할 수 있다(S509 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)로부터 조향 의도 신호를 수신할 수 있다. 조향 의도 신호는 핸들바(420)의 각도에 따라 감속 의도 신호 또는 정지 의도 신호로 구분될 수 있다. 또한, 조향 의도 신호는 핸들바(420)를 당겨지는 압력에 따라 감속 의도 신호 또는 정지 의도 신호로 구분될 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 감속 의도 신호를 수신하는 경우 감속 의도에 대응하는 인휠 타입 구동장치(100)의 목표 RPM을 설정할 수 있다. 목표 RPM은 미리 저장된 수식 또는 룩 업 테이블에 기초하여 결정될 수 있다.When the walking aid 100 advances in step S507, the main control device 500 may check the deceleration intention of the user through the handlebar sensor 400 and set a target RPM of the in-wheel type driving device 100. (Step S509). For example, the main control device 500 may receive a steering intention signal from the handlebar sensor 400. The steering intention signal may be classified into a deceleration intention signal or a stop intention signal according to the angle of the handle bar 420. In addition, the steering intention signal may be classified into a deceleration intention signal or a stop intention signal according to the pressure to pull the handlebar 420. When the main control device 500 receives the deceleration intention signal, the main control device 500 may set a target RPM of the in-wheel type driving device 100 corresponding to the deceleration intention. The target RPM may be determined based on a previously stored formula or lookup table.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM에 기초하여 감속에 필요한 모터(20)의 감속 RPM 및 MR 브레이크(90)의 감속 토크를 결정할 수 있다(S511 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM과 목표 RPM의 차이에 대응하는 모터(20)의 감속 RPM 및 MR 브레이크(90)의 감속 토크를 결정할 수 있다.The main control apparatus 500 may determine the deceleration RPM of the motor 20 and the deceleration torque of the MR brake 90 required for deceleration based on the current RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 (S511). For example, the main control apparatus 500 may determine the deceleration RPM of the motor 20 and the deceleration torque of the MR brake 90 corresponding to the difference between the current RPM and the target RPM of the in-wheel type driving apparatus 100.

메인 제어 장치(500)는 결정된 감속 RPM 및 감속 토크에 기초하여 모터(20) 및 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다(S513 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 결정된 감속 RPM 및 감속 토크에 대응하는 PWM 신호를 생성할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 생성된 PWM 신호를 통해 전류를 제어하여 모터(20) 및 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다.The main controller 500 may control the motor 20 and the MR brake 90 based on the determined deceleration RPM and the deceleration torque (S513). For example, the main control apparatus 500 may generate a PWM signal corresponding to the determined deceleration RPM and the deceleration torque. The main controller 500 may control the motor 20 and the MR brake 90 by controlling a current through the generated PWM signal.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 목표 RPM에 도달하면, 감속 RPM을 유지하도록 모터(20)를 제어하고, MR 브레이크(90)의 작동을 중지시킬 수 있다(S515 단계). 따라서, 보행보조기(1000)는 최초 속도에서 감속되어 최종 속도를 계속 유지할 수 있다.When the current RPM of the in-wheel type drive apparatus 100 reaches the target RPM, the main controller 500 may control the motor 20 to maintain the deceleration RPM and stop the operation of the MR brake 90 ( Step S515). Thus, the walking aid 1000 may be decelerated at the initial speed to maintain the final speed.

S507 단계에서 보행보조기(100)가 후진하는 경우, 메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM에 기초하여 정지에 필요한 MR 브레이크(90)의 제1 밀림 방지 토크를 결정할 수 있다(S517 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 0으로 감소하기 위한(즉, 현재 RPM의 크기에 대응하는) MR 브레이크(90)의 제1 밀림 방지 토크를 결정할 수 있다. 다만, 이때의 현재 RPM은 역방향으로 회전하는 인휠 타입 구동장치(100)에 관한 것이다.When the walking aid 100 moves backward in step S507, the main control device 500 may determine the first anti-rolling torque of the MR brake 90 required for stopping based on the current RPM of the in-wheel type driving device 100. (Step S517). For example, the main control device 500 may set the first anti-rolling torque of the MR brake 90 to reduce the current RPM of the in-wheel type drive device 100 to zero (ie, corresponding to the magnitude of the current RPM). You can decide. However, the current RPM at this time relates to the in-wheel type driving device 100 to rotate in the reverse direction.

메인 제어 장치(500)는 오르막 경사의 경사각(a3)에 기초하여 MR 브레이크(90)의 제2 밀림 방지 토크를 결정할 수 있다(S519 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 기울기 정보에 기초하여 오르막 경사의 경사각(a3)을 계산할 수 있다. 제2 밀림 방지 토크는 오르막 경사의 경사각(a3)에 의한 추가적인 가속을 방지하기 위한 토크이다.The main controller 500 may determine the second anti-rolling torque of the MR brake 90 based on the inclination angle a3 of the uphill slope (S519). For example, the main controller 500 may calculate the inclination angle a3 of the uphill slope based on the inclination information. The second anti-rolling torque is a torque for preventing further acceleration due to the inclination angle a3 of the uphill slope.

메인 제어 장치(500)는 결정된 제1 및 제2 밀림 방지 토크에 기초하여 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다(S521 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 결정된 제1 및 제2 밀림 방지 토크에 대응하는 PWM 신호를 생성할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 생성된 PWM 신호를 통해 전류를 제어하여 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 제1 밀림 방지 토크와 제2 밀림 방지 토크를 합한 토크량으로 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다.The main controller 500 may control the MR brake 90 based on the determined first and second anti-roll torques (S521). For example, the main control device 500 may generate a PWM signal corresponding to the determined first and second anti-rolling torques. The main control apparatus 500 may control the MR brake 90 by controlling a current through the generated PWM signal. The main controller 500 may control the MR brake 90 by a torque amount obtained by adding the first anti-roll torque and the second anti-roll torque.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 0에 도달하면, 즉, 인휠 타입 구동장치(100)가 정지하면, 제2 밀림 방지 토크를 유지하도록 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다(S523 단계). 따라서, MR 브레이크(90)가 제2 밀림 방지 토크를 유지하여, 보행보조기(1000)는 오르막 경사에서도 더이상 뒤로 밀리지 않고 정지할 수 있다. 밀림 방지 동작이 수행된 이후에, 메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)로부터의 전진 의도 신호에 기초하여 모터(20)를 작동시키고 MR 브레이크(90)의 작동을 중지하고, 보행보조기(1000)는 전진할 수 있다. 전진 의도 신호는 핸들바(420)를 미는 압력에 기초하여 생성될 수 있다.The main control device 500 applies the MR brake 90 to maintain the second anti-rolling torque when the current RPM of the in-wheel type drive 100 reaches 0, that is, when the in-wheel type drive 100 stops. It can be controlled (S523). Thus, the MR brake 90 maintains the second anti-rolling torque, so that the walk assister 1000 can stop without being pushed back even on an uphill slope. After the anti-rolling operation is performed, the main control device 500 operates the motor 20 and stops the operation of the MR brake 90 based on the forward intention signal from the handlebar sensor 400. 1000 may be advanced. The forward intent signal may be generated based on the pressure pushing the handlebar 420.

도 10a 및 도 10b는 보행보조기를 오르막 경사에서 정지시키기 위한 보행보조기의 제어 방법을 보여주는 도면이다. 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 보행보조기(1000)는 오르막 경사에 진입하면 최초 속도에 따라 동작하다가 사용자의 정지 의도에 기초하여 감속되고, 최종적으로 정지할 수 있다.10A and 10B are diagrams illustrating a control method of a walking aid for stopping the walking aid on an uphill slope. Referring to FIGS. 10A and 10B, when the walking aid 1000 enters an uphill slope, the walking aid 1000 may operate according to an initial speed, and may be decelerated based on a user's intention to stop and finally stop.

보행보조기(1000)가 오르막 경사에 진입하면, 메인 제어 장치(500)는 기울기 센서(200)로부터 보행보조기(1000)의 기울기 정보를 수신할 수 있다(S610 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 주기적으로 기울기 정보를 수신할 수 있다. When the walking aid 1000 enters an uphill slope, the main control device 500 may receive inclination information of the walking aid 1000 from the tilt sensor 200 (operation S610). For example, the main control device 500 may periodically receive the tilt information.

메인 제어 장치(500)는 기울기 정보에 기초하여 현재 지형을 오르막 경사 상태로 판단할 수 있다(S620 단계). 메인 제어 장치(500)는 바퀴 회전 센서(300)로부터 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM을 수신할 수 있다(S630 단계). The main control apparatus 500 may determine the current terrain as an uphill slope state based on the slope information (S620). The main control apparatus 500 may receive the current RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 from the wheel rotation sensor 300 (operation S630).

메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)를 통해 사용자의 정지 의도를 확인하고, 모터(20)의 작동을 중지시킬 수 있다(S640 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)로부터 조향 의도 신호를 수신할 수 있다. 조향 의도 신호는 핸들바(420)의 각도에 따라 감속 의도 신호 또는 정지 의도 신호로 구분될 수 있다. 또한, 조향 의도 신호는 핸들바(420)를 당겨지는 압력에 따라 감속 의도 신호 또는 정지 의도 신호로 구분될 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 정지 의도 신호를 수신하는 경우 더이상 모터(20)의 구동력이 필요없기 때문에 모터(20)의 작동을 중지시킬 수 있다. 모터(20)는 이때부터 무부하 운동을 할 수 있다.The main control apparatus 500 may check the stop intention of the user through the handlebar sensor 400 and stop the operation of the motor 20 (S640). For example, the main control device 500 may receive a steering intention signal from the handlebar sensor 400. The steering intention signal may be classified into a deceleration intention signal or a stop intention signal according to the angle of the handle bar 420. In addition, the steering intention signal may be classified into a deceleration intention signal or a stop intention signal according to the pressure to pull the handlebar 420. When the main control device 500 receives the stop intention signal, the main control device 500 may stop the operation of the motor 20 because the driving force of the motor 20 is no longer needed. The motor 20 may perform a no load movement from this time.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM에 기초하여 정지에 필요한 MR 브레이크(90)의 제3 정지 토크를 결정할 수 있다(S650 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 0으로 감소하기 위한(즉, 현재 RPM의 크기에 대응하는) MR 브레이크(90)의 제3 정지 토크를 결정할 수 있다.The main control apparatus 500 may determine the third stopping torque of the MR brake 90 required for stopping based on the current RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 (S650). For example, the main control device 500 may determine the third stop torque of the MR brake 90 for reducing the current RPM of the in-wheel type drive 100 to zero (ie, corresponding to the magnitude of the current RPM). Can be.

메인 제어 장치(500)는 오르막 경사의 경사각(a4)에 기초하여 MR 브레이크(90)의 제4 정지 토크를 결정할 수 있다(S660 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 기울기 정보에 기초하여 오르막 경사의 경사각(a4)을 계산할 수 있다. 제4 정지 토크는 오르막 경사의 경사각(a4)에 의해 뒤로 밀리는 것을 방지하기 위한 토크이다.The main controller 500 may determine the fourth stop torque of the MR brake 90 based on the inclination angle a4 of the uphill slope (S660). For example, the main controller 500 may calculate the inclination angle a4 of the uphill slope based on the inclination information. The fourth stop torque is a torque for preventing the back from being pushed back by the inclination angle a4 of the uphill slope.

메인 제어 장치(500)는 결정된 제3 정지 토크에 기초하여 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다(S670 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 결정된 제3 정지 토크에 대응하는 PWM 신호를 생성할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 생성된 PWM 신호를 통해 전류를 제어하여 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다.The main control device 500 may control the MR brake 90 based on the determined third stop torque (step S670). For example, the main control device 500 may generate a PWM signal corresponding to the determined third stop torque. The main control apparatus 500 may control the MR brake 90 by controlling a current through the generated PWM signal.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 0에 도달하면, 즉, 인휠 타입 구동장치(100)가 정지하면, 제4 정지 토크를 유지하도록 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다(S680 단계). 따라서, 보행보조기(1000)는 최초 속도에서 감속되어 정지할 수 있다. MR 브레이크(90)가 제4 정지 토크를 유지하여, 보행보조기(1000)는 오르막 경사에서도 정지 상태를 유지할 수 있다.The main controller 500 controls the MR brake 90 to maintain the fourth stop torque when the current RPM of the in-wheel type drive 100 reaches zero, that is, when the in-wheel type drive 100 stops. Can be done (step S680). Therefore, the walking aid 1000 may be stopped at the initial speed. The MR brake 90 maintains the fourth stop torque, so that the walk assister 1000 may maintain the stopped state even when the uphill slope is inclined.

도 11은 사용자와 관계없이 이동하는 보행보조기의 제어 방법을 보여주는 순서도이다. 도 11을 참조하면, 사용자와 관계없이 보행보조기가 이동하는 것은 보행보조기에 사용자 이외의 외력이 작용한 것을 의미한다.11 is a flowchart illustrating a control method of a walking aid that moves regardless of a user. Referring to FIG. 11, the movement of the walking aid regardless of the user means that an external force other than the user acts on the walking aid.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM을 수신할 수 있다(S701 단계). 예를 들면, 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 0이 아니라면, 보행보조기(100)가 이동중인 것을 의미할 수 있다.The main control apparatus 500 may receive the current RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 (step S701). For example, if the current RPM of the in-wheel type driving device 100 is not 0, it may mean that the walking aid 100 is moving.

메인 제어 장치(500)는 핸들바 센서(400)를 통해 사용자의 조향 의도 신호의 유무를 확인할 수 있다(S703 단계). 예를 들면, 조향 의도 신호가 수신되지 않으면, 메인 제어 장치(500)는 보행보조기(100)가 사용자의 조향 의도와 관계없이 이동하고 있다고 판단할 수 있다.The main control device 500 may check the presence or absence of the steering intention signal of the user through the handlebar sensor 400 (operation S703). For example, if the steering intention signal is not received, the main control device 500 may determine that the walking aid 100 is moving regardless of the steering intention of the user.

메인 제어 장치(500)는 기울기 센서(200)로부터 기울기 정보를 수신할 수 있다(S705 단계). 메인 제어 장치(500)는 기울기 정보에 기초하여 지면의 상태(평지 또는 경사로)를 판단할 수 있다(S707 단계). 예를 들면, 지면이 평지인 경우, S709 내지 S713 단계가 수행될 수 있다. 지면이 평지가 아닌 경우(즉, 지면이 경사로인 경우), S715 내지 S721 단계가 수행될 수 있다.The main control apparatus 500 may receive tilt information from the tilt sensor 200 (operation S705). The main control apparatus 500 may determine the state (flat or slope) of the ground based on the inclination information (step S707). For example, when the ground is flat, steps S709 to S713 may be performed. If the ground is not flat (that is, the ground is a slope), steps S715 to S721 may be performed.

S707 단계에서 지면이 평지인 경우, 메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM에 기초하여 정지에 필요한 MR 브레이크(90)의 평지 토크를 결정할 수 있다(S709 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 0으로 감소하기 위한(즉, 현재 RPM의 크기에 대응하는) MR 브레이크(90)의 평지 토크를 결정할 수 있다.When the ground is flat in operation S707, the main control apparatus 500 may determine the flat torque of the MR brake 90 required for stopping based on the current RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 (operation S709). For example, the main control device 500 may determine the flat torque of the MR brake 90 for reducing the current RPM of the in-wheel type drive 100 to zero (ie, corresponding to the magnitude of the current RPM). .

메인 제어 장치(500)는 결정된 평지 토크에 기초하여 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다(S711 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 결정된 평지 토크에 대응하는 PWM 신호를 생성할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 생성된 PWM 신호를 통해 전류를 제어하여 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다. 일 실시 예로서, 메인 제어 장치(500)는 미리 설정된 특정 시간 동안 평지 토크를 유지하도록 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다.The main controller 500 may control the MR brake 90 based on the determined flat torque (S711). For example, the main control device 500 may generate a PWM signal corresponding to the determined flat torque. The main control apparatus 500 may control the MR brake 90 by controlling a current through the generated PWM signal. As an example, the main control apparatus 500 may control the MR brake 90 to maintain flat torque for a predetermined time.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 0에 도달하면, 즉, 인휠 타입 구동장치(100)가 정지하면, MR 브레이크(90)의 작동을 중지시킬 수 있다(S713 단계). 따라서, 보행보조기(1000)는 사용자로부터 벗어난 경우에도 평지에서 정지 상태를 유지할 수 있다.The main control apparatus 500 may stop the operation of the MR brake 90 when the current RPM of the in-wheel type driving apparatus 100 reaches 0, that is, when the in-wheel type driving apparatus 100 stops (S713). step). Therefore, the walking aid 1000 may maintain the stopped state on a flat surface even when the user walks away from the user.

S707 단계에서 지면이 평지가 아닌 경우(즉, 지면이 경사로인 경우), 메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM에 기초하여 정지에 필요한 MR 브레이크(90)의 제1 경사 토크를 결정할 수 있다(S715 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 0으로 감소하기 위한(즉, 현재 RPM의 크기에 대응하는) MR 브레이크(90)의 제1 경사 토크를 결정할 수 있다.If the ground is not flat in the step S707 (that is, the ground is a slope), the main control device 500 is the first of the MR brake 90 required for stopping based on the current RPM of the in-wheel type drive device 100. Inclination torque may be determined (step S715). For example, the main controller 500 may determine the first inclined torque of the MR brake 90 for reducing the current RPM of the in-wheel type drive 100 to zero (ie, corresponding to the magnitude of the current RPM). Can be.

메인 제어 장치(500)는 내리막 또는 오르막 경사의 경사각에 기초하여 MR 브레이크(90)의 제2 경사 토크를 결정할 수 있다(S717 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 기울기 정보에 기초하여 내리막 또는 오르막 경사의 경사각을 계산할 수 있다. 제2 경사 토크는 내리막 또는 오르막 경사의 경사각에 의한 추가적인 가속을 방지하기 위한 토크이다.The main controller 500 may determine the second inclined torque of the MR brake 90 based on the inclination angle of the downhill or the uphill slope (S717). For example, the main control apparatus 500 may calculate the inclination angle of the downhill or the uphill inclination based on the inclination information. The second inclination torque is a torque for preventing further acceleration due to the inclination angle of the downhill or the uphill inclination.

메인 제어 장치(500)는 결정된 제1 및 제2 경사 토크에 기초하여 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다(S719 단계). 예를 들면, 메인 제어 장치(500)는 결정된 제1 및 제2 경사 토크에 대응하는 PWM 신호를 생성할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 생성된 PWM 신호를 통해 전류를 제어하여 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다. 메인 제어 장치(500)는 제1 경사 토크와 제2 경사 토크를 합한 토크량으로 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다.The main control apparatus 500 may control the MR brake 90 based on the determined first and second gradient torques (S719). For example, the main control device 500 may generate a PWM signal corresponding to the determined first and second gradient torques. The main control apparatus 500 may control the MR brake 90 by controlling a current through the generated PWM signal. The main controller 500 may control the MR brake 90 by a torque amount obtained by adding the first gradient torque and the second gradient torque.

메인 제어 장치(500)는 인휠 타입 구동장치(100)의 현재 RPM이 0에 도달하면, 즉, 인휠 타입 구동장치(100)가 정지하면, 제2 경사 토크를 유지하도록 MR 브레이크(90)를 제어할 수 있다(S721 단계). 따라서, MR 브레이크(90)가 제2 경사 토크를 유지하여, 보행보조기(1000)는 내리막 또는 오르막 경사에서도 더이상 이동하지 않고 정지할 수 있다. 일 실시 예로서, 메인 제어 장치(500)는 기울기 정보를 모니터링하여 평지에 도달할 때까지 제2 경사 토크를 유지하도록 MR 브레이크(90)를 제어한 후, 평지에 도달하면 MR 브레이크(90)을 작동을 중지할 수있다.The main controller 500 controls the MR brake 90 to maintain the second inclined torque when the current RPM of the in-wheel type drive 100 reaches zero, that is, when the in-wheel type drive 100 stops. Can be done (step S721). Therefore, the MR brake 90 maintains the second inclination torque, so that the walk assisting device 1000 can stop without moving any more even on the downhill or the uphill inclination. In one embodiment, the main control device 500 monitors the inclination information and controls the MR brake 90 to maintain the second inclination torque until reaching the flat level, and then when the flat control reaches the flat level, the MR brake 90 is applied. Can stop working.

이상에서와 같이 도면과 명세서에서 실시 예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미 한정이나 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.As described above, the embodiments are disclosed in the drawings and the specification. Although specific terms have been used herein, they are used only for the purpose of describing the present invention and are not used to limit the scope of the present invention as defined in the meaning or claims. Therefore, those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.

10: 바퀴 지지대
11: 커플링
12: 지지대 고정 부재
20: 모터
30: 모터 감속기
40: 브라켓
41: 브라켓 고정 부재
50: 휠 커버
51: 휠 베어링
60: 외접 기어
70: 내접 기어
80: 휠
81: 타이어
90: MR 브레이크
100: 인휠 타입 구동장치
200: 기울기 센서
300: 바퀴 회전 센서
400: 핸들바 센서
500: 메인 제어 장치10: wheel support
11: coupling
12: support fixing member
20: motor
30: motor reducer
40: bracket
41: bracket fixing member
50: wheel cover
51: wheel bearing
60: external gear
70: internal gear
80: wheel
81: tires
90: MR brake
100: in-wheel type drive
200: tilt sensor
300: wheel rotation sensor
400: handlebar sensor
500: main control unit

Claims (24)

모터에 의해 가속되고, MR 브레이크에 의해 감속되는 인휠 타입 구동장치;
상기 인휠 타입 구동장치의 분당 회전수를 측정하는 바퀴 회전 센서;
사용자의 조향 의도를 감지하여 조향 의도 신호를 생성하는 핸들바 센서; 그리고
상기 조향 의도 신호에 기초하여 상기 모터 및 상기 MR 브레이크를 제어하는 메인 제어 장치를 포함하되,
상기 메인 제어 장치는 상기 인휠 타입 구동장치의 분당 회전수에 기초하여 현재 속도를 계산하고, 상기 현재 속도 및 상기 조향 의도 신호에 기초하여 상기 인휠 타입 구동장치의 감속 또는 정지에 필요한 상기 모터의 목표 분당 회전수 및 상기 MR 브레이크의 목표 토크를 결정하는 보행보조기.An in-wheel type drive device accelerated by a motor and decelerated by an MR brake;
A wheel rotation sensor for measuring revolutions per minute of the in-wheel type driving device;
A handlebar sensor configured to detect a steering intention of a user and generate a steering intention signal; And
A main control device for controlling the motor and the MR brake on the basis of the steering intention signal,
The main control unit calculates a current speed based on the revolutions per minute of the in-wheel type drive device, and based on the current speed and the steering intention signal, a target minute of the motor required for deceleration or stop of the in-wheel type drive device. A walk aid for determining the number of revolutions and the target torque of the MR brake. 제1항에 있어서,
상기 조향 의도 신호는 감속 의도 신호 및 정지 의도 신호를 포함하고,
상기 핸들바 센서는 사용자에 의해 조절되는 핸들바의 각도에 기초하여 상기 감속 의도 신호 및 상기 정지 의도 신호를 생성하는 보행보조기.The method of claim 1,
The steering intention signal includes a deceleration intention signal and a stop intention signal,
And the handlebar sensor to generate the deceleration intention signal and the stop intention signal based on an angle of a handlebar adjusted by a user. 제1항에 있어서,
지면의 기울기를 감지하여 기울기 정보를 생성하는 기울기 센서를 더 포함하되,
상기 메인 제어 장치는 상기 기울기 정보에 기초하여 지면 상태를 판단하고, 상기 지면 상태에 기초하여 상기 MR 브레이크를 제어하기 위한 추가 제어 토크를 결정하고,
상기 지면 상태는 평지, 내리막 경사 및 오르막 경사를 포함하는 보행보조기.The method of claim 1,
Further comprising a tilt sensor for detecting the tilt of the ground to generate the tilt information,
The main control apparatus determines the ground state based on the inclination information, and determines an additional control torque for controlling the MR brake based on the ground state.
The ground state walk aids including a flat, downhill slope and uphill slope. 제3항에 있어서,
상기 기울기 정보는 롤(roll) 각도, 피치(pitch) 각도 및 요(yaw) 각도를 포함하고,
상기 지면 상태가 상기 내리막 경사 또는 상기 오르막 경사인 경우, 상기 메인 제어 장치는 상기 기울기 정보에 기초하여 상기 내리막 경사 또는 상기 오르막 경사의 경사각을 계산하고, 상기 경사각에 기초하여 상기 추가 제어 토크를 계산하는 보행보조기.The method of claim 3,
The tilt information includes a roll angle, a pitch angle and a yaw angle,
When the ground state is the downhill slope or the uphill slope, the main control device calculates an inclination angle of the downhill slope or the uphill slope based on the inclination information, and calculates the additional control torque based on the inclination angle. Walking aids. 제1항에 있어서,
상기 메인 제어 장치는 상기 모터의 목표 분당 회전수 또는 상기 MR 브레이크의 목표 토크에 대응하는 펄스 폭 변조 신호를 생성하고,
상기 모터 또는 상기 MR 브레이크는 상기 펄스 폭 변조 신호에 기초하여 동작하는 보행보조기.The method of claim 1,
The main controller generates a pulse width modulated signal corresponding to a target revolutions of the motor or a target torque of the MR brake,
Wherein the motor or the MR brake operates based on the pulse width modulated signal. 모터 및 MR 브레이크를 포함하는 인휠 타입 구동장치에 의해 구동되는 보행보조기의 제어 방법에 있어서,
기울기 센서로부터 기울기 정보를 수신하는 단계;
상기 기울기 정보에 기초하여 현재 지형을 평지로 판단하는 단계;
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM(revolutions per minute)을 수신하는 단계;
핸들바 센서로부터 수신된 조향 의도 신호에 기초하여 사용자의 조향 의도를 확인하고, 상기 사용자의 조향 의도에 따라 상기 인휠 타입 구동장치의 목표 RPM을 설정하는 단계;
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM에 기초하여 상기 사용자의 조향 의도에 대응하는 상기 모터의 제어 RPM 및 상기 MR 브레이크의 제어 토크를 결정하는 단계; 그리고
상기 제어 RPM 및 상기 제어 토크에 기초하여 상기 모터 및 상기 MR 브레이크를 각각 제어하는 단계를 포함하는 보행보조기의 제어 방법.In the control method of the walking aid driven by the in-wheel type drive device including a motor and an MR brake,
Receiving tilt information from the tilt sensor;
Determining the current terrain as flat based on the slope information;
Receiving current revolutions per minute (RPM) of the in-wheel type drive;
Confirming the steering intention of the user based on the steering intention signal received from the handlebar sensor, and setting a target RPM of the in-wheel type driving device according to the steering intention of the user;
Determining a control RPM of the motor and a control torque of the MR brake corresponding to the steering intention of the user based on a current RPM of the inwheel type drive device; And
And controlling the motor and the MR brake based on the control RPM and the control torque, respectively. 제6항에 있어서,
상기 인휠 타입 구동장치의 목표 RPM을 설정하는 단계는 상기 조향 의도 신호에 기초하여 사용자의 감속 의도를 확인하는 단계를 포함하고,
상기 모터의 제어 RPM 및 상기 MR 브레이크의 제어 토크를 결정하는 단계는 상기 사용자의 감속 의도에 기초하여 상기 인휠 타입 구동장치의 감속에 필요한 상기 모터의 감속 RPM 및 상기 MR 브레이크의 감속 토크를 계산하는 단계를 포함하고,
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM이 상기 인휠 타입 구동장치의 목표 RPM에 도달하면, 상기 감속 RPM을 유지하도록 상기 모터를 제어하고, 상기 MR 브레이크의 작동을 중지하는 단계를 더 포함하는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 6,
The step of setting the target RPM of the in-wheel type drive device includes the step of confirming the deceleration intention of the user based on the steering intention signal,
The determining of the control RPM of the motor and the control torque of the MR brake may include calculating the deceleration RPM of the motor and the deceleration torque of the MR brake required for deceleration of the in-wheel type driving apparatus based on the deceleration intention of the user. Including,
If the current RPM of the in-wheel type drive reaches the target RPM of the in-wheel type drive, controlling the motor to maintain the deceleration RPM, and further comprising the step of stopping the operation of the MR brake control of the walk assist Way. 제6항에 있어서,
상기 인휠 타입 구동장치의 목표 RPM을 설정하는 단계는,
상기 조향 의도 신호에 기초하여 사용자의 정지 의도를 확인하는 단계;
상기 인휠 타입 구동장치의 목표 RPM을 0으로 설정하는 단계; 및
상기 모터의 작동을 중지하는 단계를 포함하고,
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM이 0에 도달하면, 상기 MR 브레이크의 작동을 중지하는 단계를 더 포함하는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 6,
Setting a target RPM of the in-wheel type drive device,
Confirming a stop intention of the user based on the steering intention signal;
Setting a target RPM of the in-wheel type drive device to zero; And
Stopping the operation of the motor,
And stopping the operation of the MR brake when the current RPM of the in-wheel type driving device reaches zero. 모터 및 MR 브레이크를 포함하는 인휠 타입 구동장치에 의해 구동되는 보행보조기의 제어 방법에 있어서,
기울기 센서로부터 기울기 정보를 수신하는 단계;
상기 기울기 정보에 기초하여 현재 지형을 내리막 경사로 판단하는 단계;
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM(revolutions per minute)을 수신하는 단계;
핸들바 센서로부터 수신된 조향 의도 신호에 기초하여 사용자의 조향 의도를 확인하고, 상기 사용자의 조향 의도에 따라 상기 인휠 타입 구동장치의 목표 RPM을 설정하는 단계;
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM에 기초하여 상기 사용자의 조향 의도에 대응하는 상기 모터의 제어 RPM 및 상기 MR 브레이크의 제1 제어 토크를 결정하는 단계;
상기 내리막 경사의 경사각에 기초하여 상기 MR 브레이크의 제2 제어 토크를 결정하는 단계; 그리고
상기 제어 RPM와 상기 제1 및 제2 제어 토크에 기초하여 상기 모터 및 상기 MR 브레이크를 각각 제어하는 단계를 포함하는 보행보조기의 제어 방법.In the control method of the walking aid driven by the in-wheel type drive device including a motor and an MR brake,
Receiving tilt information from the tilt sensor;
Determining the current terrain as a downhill slope based on the slope information;
Receiving current revolutions per minute (RPM) of the in-wheel type drive;
Confirming the steering intention of the user based on the steering intention signal received from the handlebar sensor, and setting a target RPM of the in-wheel type driving device according to the steering intention of the user;
Determining a control RPM of the motor and a first control torque of the MR brake based on the current RPM of the in-wheel type drive device;
Determining a second control torque of the MR brake based on the inclination angle of the downhill slope; And
And controlling the motor and the MR brake based on the control RPM and the first and second control torques, respectively. 제9항에 있어서,
상기 인휠 타입 구동장치의 목표 RPM을 설정하는 단계는 상기 조향 의도 신호에 기초하여 사용자의 감속 의도를 확인하는 단계를 포함하고,
상기 모터의 제어 RPM 및 상기 MR 브레이크의 제어 토크를 결정하는 단계는 상기 사용자의 감속 의도에 기초하여 상기 인휠 타입 구동장치의 감속에 필요한 상기 모터의 감속 RPM 및 상기 MR 브레이크의 제1 감속 토크를 계산하는 단계를 포함하고,
상기 MR 브레이크의 제2 제어 토크를 결정하는 단계는 상기 경사각에 기초하여 상기 인휠 타입 구동장치의 감속에 필요한 상기 MR 브레이크의 제2 감속 토크를 계산하는 단계를 포함하는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 9,
The step of setting the target RPM of the in-wheel type drive device includes the step of confirming the deceleration intention of the user based on the steering intention signal,
Determining the control RPM of the motor and the control torque of the MR brake calculates the deceleration RPM of the motor and the first deceleration torque of the MR brake required for deceleration of the in-wheel type driving device based on the deceleration intention of the user. Including the steps of:
The determining of the second control torque of the MR brake includes calculating a second deceleration torque of the MR brake required for deceleration of the in-wheel type driving apparatus based on the inclination angle. 제10항에 있어서,
상기 모터 및 상기 MR 브레이크를 각각 제어하는 단계에서, 상기 MR 브레이크는 상기 제1 및 제2 감속 토크를 합한 전체 감속 토크에 따라 제어되는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 10,
And controlling the motor and the MR brake, respectively, wherein the MR brake is controlled according to the total deceleration torque, the sum of the first and second deceleration torques. 제10항에 있어서,
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM이 상기 인휠 타입 구동장치의 목표 RPM에 도달하면, 상기 감속 RPM을 유지하도록 상기 모터를 제어하고, 상기 제1 감속 토크를 유지하도록 상기 MR 브레이크를 제어하는 단계를 더 포함하는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 10,
If the current RPM of the in-wheel type drive reaches the target RPM of the in-wheel type drive, controlling the motor to maintain the deceleration RPM, and controlling the MR brake to maintain the first deceleration torque. Control method of the walk aid including. 제9항에 있어서,
상기 인휠 타입 구동장치의 목표 RPM을 설정하는 단계는,
상기 조향 의도 신호에 기초하여 사용자의 정지 의도를 확인하는 단계;
상기 인휠 타입 구동장치의 목표 RPM을 0으로 설정하는 단계; 및
상기 모터의 작동을 중지하는 단계를 포함하고,
상기 모터의 제어 RPM 및 상기 MR 브레이크의 제어 토크를 결정하는 단계는 상기 사용자의 정지 의도에 기초하여 상기 인휠 타입 구동장치의 정지에 필요한 상기 MR 브레이크의 제1 정지 토크를 계산하는 단계를 포함하고,
상기 MR 브레이크의 제2 제어 토크를 결정하는 단계는 상기 경사각에 기초하여 상기 인휠 타입 구동장치의 정지에 필요한 상기 MR 브레이크의 제2 정지 토크를 계산하는 단계를 포함하는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 9,
Setting a target RPM of the in-wheel type drive device,
Confirming a stop intention of the user based on the steering intention signal;
Setting a target RPM of the in-wheel type drive device to zero; And
Stopping the operation of the motor,
Determining the control RPM of the motor and the control torque of the MR brake includes calculating a first stop torque of the MR brake required for stopping the in-wheel type drive device based on the stop intent of the user,
The determining of the second control torque of the MR brake includes calculating a second stop torque of the MR brake required for stopping the in-wheel type driving device based on the inclination angle. 제13항에 있어서,
상기 모터 및 상기 MR 브레이크를 각각 제어하는 단계에서, 상기 MR 브레이크는 상기 제1 및 제2 정지 토크를 합한 전체 정지 토크에 따라 제어되는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 13,
And controlling the motor and the MR brake, respectively, wherein the MR brake is controlled according to the total stop torque sum of the first and second stop torques. 제13항에 있어서,
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM이 0에 도달하면, 상기 제2 정지 토크를 유지하도록 상기 MR 브레이크를 제어하는 단계를 더 포함하는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 13,
And controlling the MR brake to maintain the second stop torque when the current RPM of the in-wheel type drive device reaches zero. 모터 및 MR 브레이크를 포함하는 인휠 타입 구동장치에 의해 구동되는 보행보조기의 제어 방법에 있어서,
기울기 센서로부터 기울기 정보를 수신하는 단계;
상기 기울기 정보에 기초하여 현재 지형을 오르막 경사로 판단하는 단계;
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM(revolutions per minute)을 수신하는 단계;
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM에 기초하여 상기 인휠 타입 구동장치의 회전 방향을 판단하는 단계; 그리고
상기 회전 방향에 기초하여 전진 이동 동작 또는 밀림 방지 동작을 수행하는 단계를 포함하는 보행보조기의 제어 방법.In the control method of the walking aid driven by the in-wheel type drive device including a motor and an MR brake,
Receiving tilt information from the tilt sensor;
Determining the current terrain as an uphill slope based on the slope information;
Receiving current revolutions per minute (RPM) of the in-wheel type drive;
Determining a rotation direction of the in-wheel type drive device based on a current RPM of the in-wheel type drive device; And
And a step of performing a forward movement operation or a skid prevention operation based on the rotation direction. 제16항에 있어서,
상기 회전 방향이 역방향인 경우, 상기 밀림 방지 동작은 수행되고,
상기 밀림 방지 동작은,
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM에 기초하여 밀림 방지에 필요한 상기 MR 브레이크의 제1 밀림 방지 토크를 결정하는 단계;
상기 오르막 경사의 경사각에 기초하여 밀림 방지에 필요한 상기 MR 브레이크의 제2 밀림 방지 토크를 결정하는 단계;
상기 제1 및 제2 밀림 방지 토크에 기초하여 상기 MR 브레이크를 제어하는 단계; 및
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM이 0에 도달하면, 상기 제2 밀림 방지 토크를 유지하도록 상기 MR 브레이크를 제어하는 단계를 포함하는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 16,
If the rotation direction is the reverse direction, the advance prevention operation is performed,
The rolling prevention operation,
Determining a first anti-rolling torque of the MR brake based on the current RPM of the in-wheel type driving device;
Determining a second slip prevention torque of the MR brake required for slip prevention based on the inclination angle of the uphill slope;
Controlling the MR brake based on the first and second anti-roll torque; And
And if the current RPM of the in-wheel type drive reaches zero, controlling the MR brake to maintain the second anti-tear torque. 제17항에 있어서,
상기 제1 및 제2 밀림 방지 토크에 기초하여 상기 MR 브레이크를 제어하는 단계에서, 상기 MR 브레이크는 상기 제1 및 제2 밀림 방지 토크를 합한 전체 밀림 방지 토크에 따라 제어되는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 17,
And controlling the MR brake based on the first and second anti-fall torques, wherein the MR brake is controlled according to the total anti-fall torques including the first and second anti-fall torques. 제16항에 있어서,
상기 회전 방향이 정방향인 경우, 상기 전진 이동 동작은 수행되고,
핸들바 센서로부터 수신된 조향 의도 신호에 기초하여 사용자의 감속 의도를 확인하는 단계;
상기 사용자의 감속 의도에 따라 상기 인휠 타입 구동장치의 목표 RPM을 설정하는 단계;
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM에 기초하여 상기 사용자의 감속 의도에 대응하는 상기 모터의 감속 RPM 및 상기 MR 브레이크의 감속 토크를 결정하는 단계;
상기 감속 RPM 및 상기 감속 토크에 기초하여 상기 모터 및 상기 MR 브레이크를 각각 제어하는 단계; 및
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM이 상기 인휠 타입 구동장치의 목표 RPM에 도달하면, 상기 감속 RPM을 유지하도록 상기 모터를 제어하고, 상기 MR 브레이크의 작동을 중지하는 단계를 포함하는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 16,
If the rotation direction is the forward direction, the forward movement operation is performed,
Confirming the deceleration intention of the user based on the steering intention signal received from the handlebar sensor;
Setting a target RPM of the in-wheel type driving device according to the deceleration intention of the user;
Determining a deceleration RPM of the motor and a deceleration torque of the MR brake corresponding to the deceleration intention of the user based on a current RPM of the in-wheel type drive device;
Controlling the motor and the MR brake based on the deceleration RPM and the deceleration torque, respectively; And
Controlling the motor to maintain the deceleration RPM and stopping the operation of the MR brake when the current RPM of the in-wheel type driving device reaches a target RPM of the in-wheel type driving device. . 제16항에 있어서,
상기 회전 방향이 정방향인 경우, 상기 전진 이동 동작은 수행되고,
핸들바 센서로부터 수신된 조향 의도 신호에 기초하여 사용자의 정지 의도를 확인하고, 상기 모터의 작동을 중지하는 단계;
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM에 기초하여 상기 인휠 타입 구동장치의 정지에 필요한 상기 MR 브레이크의 제1 정지 토크를 결정하는 단계;
상기 오르막 경사의 경사각에 기초하여 상기 MR 브레이크의 제2 정지 토크를 결정하는 단계;
상기 제1 정지 토크에 기초하여 상기 MR 브레이크를 제어하는 단계; 및
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM이 0에 도달하면, 상기 제2 정지 토크를 유지하도록 상기 MR 브레이크를 제어하는 단계를 포함하는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 16,
If the rotation direction is the forward direction, the forward movement operation is performed,
Confirming the stop intention of the user based on the steering intention signal received from the handlebar sensor and stopping the operation of the motor;
Determining a first stop torque of the MR brake required for stopping the inwheel type drive based on a current RPM of the inwheel type drive;
Determining a second stop torque of the MR brake based on the inclination angle of the uphill slope;
Controlling the MR brake based on the first stop torque; And
And controlling the MR brake to maintain the second stop torque when the current RPM of the in-wheel type drive device reaches zero. 모터 및 MR 브레이크를 포함하는 인휠 타입 구동장치에 의해 구동되는 보행보조기의 제어 방법에 있어서,
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM(revolutions per minute)을 수신하는 단계;
핸들바 센서를 통해 조향 의도 신호 유무를 확인하는 단계;
상기 조향 의도 신호가 없는 경우, 기울기 센서로부터 기울기 정보를 수신하는 단계;
상기 기울기 정보에 기초하여 현재 지형을 판단하는 단계; 그리고
상기 현재 지형에 기초하여 상기 모터 및 상기 MR 브레이크를 제어하는 단계를 포함하는 보행보조기의 제어 방법.In the control method of the walking aid driven by the in-wheel type drive device including a motor and an MR brake,
Receiving current revolutions per minute (RPM) of the in-wheel type drive;
Confirming the presence of a steering intention signal through a handlebar sensor;
Receiving tilt information from a tilt sensor when the steering intention signal is absent;
Determining a current terrain based on the slope information; And
And controlling the motor and the MR brake based on the current terrain. 제21항에 있어서,
상기 현재 지형을 판단하는 단계는 상기 기울기 정보에 기초하여 상기 현재 지형을 평지로 판단하는 단계를 포함하고,
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM에 기초하여 상기 인휠 타입 구동장치의 정지에 필요한 상기 MR 브레이크의 평지 토크를 결정하는 단계;
상기 평지 토크에 기초하여 상기 MR 브레이크를 제어하는 단계; 및
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM이 0에 도달하면, 상기 MR 브레이크의 작동을 중지하는 단계를 포함하는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 21,
The determining of the current terrain may include determining the current terrain as a flat ground based on the inclination information.
Determining the flat torque of the MR brake required for stopping the inwheel type drive based on the current RPM of the inwheel type drive;
Controlling the MR brake based on the flat torque; And
And stopping the operation of the MR brake when the current RPM of the in-wheel type driving device reaches zero. 제22항에 있어서,
상기 MR 브레이크를 제어하는 단계에서, 상기 MR 브레이크는 상기 평지 토크를 특정 시간 동안 유지하도록 제어되는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 22,
And controlling the MR brake, wherein the MR brake is controlled to maintain the flat torque for a specific time. 제21항에 있어서,
상기 현재 지형을 판단하는 단계는 상기 기울기 정보에 기초하여 상기 현재 지형을 경사로 판단하는 단계를 포함하고,
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM에 기초하여 상기 인휠 타입 구동장치의 정지에 필요한 상기 MR 브레이크의 제1 경사 토크를 결정하는 단계;
상기 경사의 경사각에 기초하여 상기 인휠 타입 구동장치의 정지에 필요한 상기 MR 브레이크의 제2 경사 토크를 결정하는 단계;
상기 제1 및 제2 경사 토크에 기초하여 상기 MR 브레이크를 제어하는 단계; 및
상기 인휠 타입 구동장치의 현재 RPM이 0에 도달하면, 상기 제2 경사 토크를 유지하도록 상기 MR 브레이크를 제어하는 단계를 포함하는 보행보조기의 제어 방법.The method of claim 21,
The determining of the current terrain may include determining the current terrain as a slope based on the slope information.
Determining a first inclined torque of the MR brake required for stopping the inwheel type drive based on a current RPM of the inwheel type drive;
Determining a second inclined torque of the MR brake required for stopping the in-wheel type driving device based on the inclined angle of the inclined device;
Controlling the MR brake based on the first and second inclined torques; And
And controlling the MR brake to maintain the second inclined torque when the current RPM of the in-wheel type driving device reaches zero.
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