KR20200011736A - 운동 보조 장치 - Google Patents

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KR20200011736A
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Abstract

운동 보조 장치가 제시된다. 일 실시예에 따른 운동 보조 장치는, 운동 보조 장치를 제어하는 제어부, 제어부에 연결되는 허리 링크, 허리 링크의 일단에 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 제3 구형 링크와 병렬적으로 허리 링크의 일단에 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크 및 제3 구형 링크의 일단 및 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크를 포함한다.

Description

운동 보조 장치{MOTION ASSIST APPARATUS}
아래의 설명은 운동 보조 장치에 관한 것이다.
관절이 불편한 노인이나 환자들이 보행을 원활하게 할 수 있는 운동 보조 장치 및 군사용 등의 목적으로 사용자의 근력을 보조하기 위한 장치들이 개발되고 있다.
일 실시예에 따른 운동 보조 장치는, 운동 보조 장치를 제어하는 제어부, 상기 제어부에 연결되는 허리 링크, 상기 허리 링크의 일단에 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 상기 제3 구형 링크와 병렬적으로 상기 허리 링크의 일단에 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크 및 상기 제3 구형 링크의 일단 및 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크를 포함한다.
상기 제1 회전 구동기는 상기 제1 회전 구동기에 연결된 제1 구형 링크를 회전시키고, 상기 제3 구형 링크는, 상기 제1 구형 링크와 회전 조인트로 연결되고, 상기 제2 회전 구동기는 상기 제2 회전 구동기에 연결된 제2 구형 링크를 회전시키고, 상기 제4 구형 링크는, 상기 제2 구형 링크와 회전 조인트로 연결될 수 있다.
상기 허벅지 링크는, 상기 제3 구형 링크의 일단과 회전 조인트로 연결되고, 상기 제4 구형 링크의 일단과 회전 조인트로 연결될 수 있다.
상기 제1 회전 구동기, 상기 제2 회전 구동기, 상기 제3 구형 링크의 양단에 연결된 회전 조인트 및 상기 제4 구형 링크의 양단에 연결된 회전 조인트의 회전 중심축들은 하나의 초점에서 교차할 수 있다.
상기 하나의 초점은 사용자의 고관절의 회전 중심에 대응할 수 있다.
상기 제 1 회전 구동기와 상기 제2 회전 구동기의 조합에 의하여 고관절의 롤과 피치 축에 대응되는 모션을 구현할 수 있다. 상기 제 1 회전 구동기와 상기 제2 회전 구동기가 고정되어 상기 제 3 구형 링크 및 제 4 구형 링크의 움직임이 없어도, 상기 제1 구형링크와 제2 구형링크의 움직임에 의해 상기 허벅지 링크에 회전운동이 발생할 수 있는데, 이 회전 운동의 회전축이 사용자의 요 축에 대응되도록 링크들의 형상을 설계함에 의해 요 축에 대응되는 모션을 구현 할 수 있다.
일 실시예에 따른 운동 보조 장치는 운동 보조 장치를 제어하는 제어부, 상기 제어부에 연결되는 허리 링크, 상기 허리 링크의 일단에 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 상기 제3 구형 링크와 병렬적으로 상기 허리 링크의 일단에 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크, 상기 제3 구형 링크의 일단 및 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크, 상기 제1 회전 구동기의 회전을 센싱하는 제1 엔코더, 상기 제2 회전 구동기의 회전을 센싱하는 제2 엔코더 및 상기 제3 구형 링크 또는 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결된 제3 엔코더를 포함한다.
상기 제어부는, 상기 제1 엔코더, 상기 제2 엔코더 또는 상기 제3 엔코더로부터 센싱된 각도 정보를 이용하여 상기 제1 회전 구동기 또는 상기 제2 회전 구동기를 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 제어 방법은, 제1 엔코더, 제2 엔코더 및 제3 엔코더의 회전 정보로부터 상기 운동 보조 장치의 피치 정보 및 롤 정보를 획득하는 단계, 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 중력 보상 및 마찰 보상을 계산하는 단계 및 상기 피치 정보, 상기 롤 정보, 상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기의 중력 보상 및 상기 마찰 보상을 기초로 상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 운동 보조 장치는, 허리 링크, 상기 허리 링크의 일단에 상기 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 상기 제3 구형 링크와 병렬적으로 상기 허리 링크의 일단에 상기 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크, 상기 제3 구형 링크의 일단 및 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크, 상기 제1 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제1 엔코더, 상기 제2 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제2 엔코더 및 상기 제3 구형 링크 또는 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결된 상기 제3 엔코더를 포함한다.
일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 제어 장치는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 제1 엔코더, 제2 엔코더 및 제3 엔코더의 회전 정보로부터 상기 운동 보조 장치의 피치 정보 및 롤 정보를 획득하고, 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 중력 보상 및 마찰 보상을 계산하고, 상기 피치 정보, 상기 롤 정보, 상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기의 중력 보상 및 상기 마찰 보상을 기초로 상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기를 제어하고, 상기 운동 보조 장치는, 허리 링크, 상기 허리 링크의 일단에 상기 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 상기 제3 구형 링크와 병렬적으로 상기 허리 링크의 일단에 상기 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크, 상기 제3 구형 링크의 일단 및 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크, 상기 제1 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제1 엔코더, 상기 제2 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제2 엔코더 및 상기 제3 구형 링크 또는 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결된 상기 제3 엔코더를 포함한다.
일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 제어 방법은, 제1 엔코더, 제2 엔코더 및 제3 엔코더의 회전 정보로부터 상기 운동 보조 장치의 피치 정보 및 롤 정보를 획득하는 단계, 상기 피치 정보, 상기 롤 정보, 피치 축의 가상 탄성 계수, 롤 축의 가상 탄성 계수로부터 피치 축의 힘 및 롤 축의 힘을 계산하는 단계, 상기 피치 축의 힘 및 롤 축의 힘을 기초로 상기 운동 보조 장치의 자코비안을 이용하여 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 회전력을 계산하는 단계 및 상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기의 중력 보상, 마찰 보상 및 회전력을 이용하여 상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기를 제어하는 단계를 포함하고, 상기 운동 보조 장치는, 허리 링크, 상기 허리 링크의 일단에 상기 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 상기 제3 구형 링크와 병렬적으로 상기 허리 링크의 일단에 상기 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크, 상기 제3 구형 링크의 일단 및 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크, 상기 제1 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제1 엔코더, 상기 제2 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제2 엔코더 및 상기 제3 구형 링크 또는 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결된 상기 제3 엔코더를 포함한다.
일 실시예에 따른 비일시적인(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체는 컴퓨팅 하드웨어가 상기 방법을 실행하도록 하는 인스트럭션들을 저장할 수 있다.
일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 제어 장치는 적어도 하나의 프로세서를 포함하고, 상기 프로세서는, 제1 엔코더, 제2 엔코더 및 제3 엔코더의 회전 정보로부터 상기 운동 보조 장치의 피치 정보 및 롤 정보를 획득하고, 상기 피치 정보, 상기 롤 정보, 피치 축의 가상 탄성 계수, 롤 축의 가상 탄성 계수로부터 피치 축의 힘 및 롤 축의 힘을 계산하고, 상기 피치 축의 힘 및 롤 축의 힘을 기초로 상기 운동 보조 장치의 자코비안을 이용하여 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 회전력을 계산하고, 상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기의 중력 보상, 마찰 보상 및 회전력을 이용하여 상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기를 제어하고, 상기 운동 보조 장치는, 허리 링크, 상기 허리 링크의 일단에 상기 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 상기 제3 구형 링크와 병렬적으로 상기 허리 링크의 일단에 상기 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크, 상기 제3 구형 링크의 일단 및 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크, 상기 제1 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제1 엔코더, 상기 제2 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제2 엔코더 및 상기 제3 구형 링크 또는 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결된 상기 제3 엔코더를 포함한다.
도 1은 일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 착용 상태를 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.
도 3은 일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 회전 구동기 및 회전 조인트의 회전 중심이 사용자의 고관절의 회전 중심과 일치하는 특징을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 제어를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 제어 방법의 전체적인 동작을 도시한 순서도이다.
도 6은 다른 실시예에 따른 운동 보조 장치의 제어 방법의 전체적인 동작을 도시한 순서도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 제어 장치의 전체적인 구성을 도시한 순서도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 운동 보조 장치의 제어 장치의 전체적인 구성을 도시한 순서도이다.
이하, 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 부가하였음에 유의해야 한다. 또한, 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 착용 상태를 도시한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 운동 보조 장치(100)는 허리 링크에 구형 링크들이 병렬적으로 연결된 구조를 포함한다. 운동 보조 장치(100)는 회전 구동기가 구형 링크와 허리 링크를 연결하는 구조를 포함한다. 운동 보조 장치(100)에서 회전축들의 회전 중심과 사용자(110)의 고관절의 회전 중심이 일치되도록 회전축들이 배치될 수 있다.
운동 보조 장치(100)는 허리 링크에 연결되어 회전하는 구형 링크 및 구형 링크에 연결되어 회전하는 구형 링크를 포함할 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 이러한 연결 관계를 통해 3 자유도를 획득할 수 있다. 3 자유도의 운동을 허용하면서 구형링크 사용을 통해, 운동 보조 장치(100)의 회전 중심을 착용자의 허벅지 회전 중심과 일치하도록 함으로써운동 보조 장치(100)는 사용자(110)의 사용감을 향상시킬 수 있다.
운동 보조 장치(100)는 구형 링크가 병렬적으로 연결되는 구조를 포함할 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 좌측 및 우측 각각에 대하여 허리 링크에 2 개의 구형 링크를 병렬적으로 연결하고 각 구형 링크에 구형 링크가 연결되는 구조를 포함할 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 2 개의 회전 구동기를 이용하여 2 개의 구형 링크 각각을 회전시킴으로써 회전 구동기에 요구되는 출력을 분산시킬 수 있다. 각 회전 구동기의 출력 용량이 감소됨으로써 운동 보조 장치(100) 자체의 중량 및 관성이 감소될 수 있다.
운동 보조 장치(100)는 좌측 및 우측 각각에 대하여 2 개의 회전 구동기를 사용하여 2 자유도에 대해 능동적인 운동을 수행하고 나머지 1 자유도에 대해 수동적인 운동을 허용함으로써 회전 구동기의 수를 줄이고 운동 보조 장치(100)의 관성을 줄일 수 있다. 여기서, 2 자유도는 나머지 1 자유도보다 상대적으로 더 중요한 방향이 선택될 수 있다. 예를 들어, 2 자유도는 피치(pitch) 및 롤(roll)에 대응할 수 있고, 나머지 1 자유도는 요(yaw)에 대응할 수 있다. 회전 구동기의 수를 줄임으로써 운동 보조 장치(100) 자체의 중량 및 관성이 감소될 수 있다.
운동 보조 장치(100)는 착용 로봇(WEARABLE ROBOT)을 의미하며, 착용 로봇은 사용자(110)가 착용하는 로봇을 의미한다. 운동 보조 장치(100)는 외골격 로봇 또는 엑소 스켈레톤을 포함할 수 있다. 외골격 로봇은 하지의 근력을 보조하거나 증강하는 외골격 로봇을 포함할 수 있다. 다만, 고관절과 어깨 관절은 3 자유도를 가진다는 점에서 유사하기 때문에, 운동 보조 장치(100)는 하지의 근력을 보조하는 데에만 한정되지 않고 상기의 근력을 보조하는 데에도 적용될 수 있다.
운동 보조 장치(100)는 의료 분야, 산업 분야 또는 군사 분야에 적용될 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 노약자 및 장애인의 근력을 보조하거나 환자의 재활을 위해 사용될 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 일상 생활에서 근력을 사용할 필요가 있는 경우에도 사용될 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 건설 노동자 또는 공장 노동자와 같이 많은 근력이 요구되는 분야에서 사용될 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 고하중의 무기를 운반하거나 착용하는 군인의 근력을 보조하거나 증강하는데 사용될 수 있다.
운동 보조 장치(100)는 좌측 및 우측 각각에 대하여 허리 링크에 2 개의 구형 링크를 병렬적으로 연결하고 각 구형 링크에 구형 링크가 연결되는 구조를 포함할 수 있다. 여기서, 허리 링크와 2 개의 구형 링크의 연결 부위 각각에 각도 센서가 배치될 수 있다. 어느 하나의 구형 링크와 구형 링크의 연결 부위에 각도 센서가 배치될 수 있다. 3 개의 각도 센서를 통해 운동 보조 장치(100)는 허리 링크에 대한 구형 링크 및 구형 링크의 3 자유도의 각도 정보를 획득할 수 있다. 여기서, 각도 센서는 엔코더를 포함할 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 3개의 엔코더 정보를 기초로 허리 링크에 대한 허벅지 링크의 3자유도 회전 운동 정보를 기구학을 통해 구할 수 있다.
이처럼, 운동 보조 장치(100)는 고관절을 중심으로 3 자유도를 구현할 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 운동 보조 장치(100)의 회전 중심과 사용자(110)의 고관절의 회전 중심을 일치시킴으로써 사용자(110)의 사용감을 향상시킬 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 구형 링크의 병렬 구조와 같은 효과적인 동력 전달 메커니즘을 이용함으로써 작은 용량의 회전 구동기를 이용하면서도 피치 및 롤 방향의 운동을 구현할 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 연결 부분의 각도 정보를 기초로 회전 구동기를 정교하게 제어할 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 전체적인 구성을 도시한 도면이다.
운동 보조 장치(100)는 제어부를 포함한다. 운동 보조 장치(100)는 좌측 및 우측 각각에 대하여, 허리 링크(201), 제1 구형 링크(202), 제2 구형 링크(204), 제3 구형 링크(203), 제4 구형 링크(205), 제1 회전 구동기(211), 제2 회전 구동기(213), 회전 조인트(214, 216, 215, 217), 허벅지 링크(206)를 포함할 수 있다.
제어부는 운동 보조 장치(100)를 제어한다. 제어부는 허리 링크(201)에 연결될 수 있다.
제3 구형 링크(203)와 제4 구형 링크(205)는 병렬적으로 허리 링크(201)에 연결될 수 있다.
제1 구형 링크(202)는 허리 링크(201)의 일단에 연결될 수 있다. 제1 구형 링크(202)는 제1 회전 구동기(211)에 의해 허리 링크(201)의 일단에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 구형 링크(202)는 허리 링크(201)의 일단의 중간 부위에 연결될 수 있다. 제1 구형 링크(202)는 제1 회전 구동기(211)에 의해 허리 링크(201)와 연결되고, 제3 구형 링크(203)는 회전 조인트(214)에 의해 제1 구형 링크(202)와 연결될 수 있다.
제2 구형 링크(204)는 허리 링크(201)의 일단에 연결될 수 있다. 제2 구형 링크(204)는 제3 구형 링크(203)와 허리 링크(201)의 연결 부위 이외의 다른 부위에 연결될 수 있다. 예를 들어, 제2 구형 링크(204)는 허리 링크(201)의 일단의 끝 부분에 연결될 수 있다. 제2 구형 링크(204)는 제2 회전 구동기(213)에 의해 허리 링크(201)의 일단에 연결될 수 있다. 제2 구형 링크(204)는 제2 회전 구동기(213)에 의해 허리 링크(201)와 연결되고, 제2 구형 링크(204)는 회전 조인트(215)에 의해 제4 구형 링크(205)와 연결될 수 있다.
허벅지 링크(206)는 제3 구형 링크(203)의 일단 및 제4 구형 링크(205)의 일단에 연결될 수 있다. 제3 구형 링크(203)는 회전 조인트(216)에 의해 허벅지 링크(206)와 연결될 수 있다. 제4 구형 링크(205)는 회전 조인트(217)에 의해 허벅지 링크(206)와 연결될 수 있다.
제1 회전 구동기(211)는 제1 구형 링크(202)를 허리 링크(201)에 대하여 회전시킬 수 있다. 회전 조인트(214)는 제1 구형 링크(202)에 대하여 제3 구형 링크(203)를 회전시킬 수 있다.
제2 회전 구동기(213)는 제2 구형 링크(204)를 허리 링크(201)에 대하여 회전시킬 수 있다. 회전 조인트(215)는 제2 구형 링크(204)에 대하여 제4 구형 링크(205)를 회전시킬 수 있다.
제1 회전 구동기(211), 제2 회전 구동기(213), 회전 조인트(214, 216, 215, 217)의 회전 방향은 3 자유도의 회전이 가능하도록 구성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 두 구동기의 회전의 조합으로 롤, 피치, 요를 포함하는 회전을 구현할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제1 회전 구동기(211)의 회전 방향은 피치에 대응하고, 제2 회전 구동기(213)의 회전 방향은 롤에 대응하고, 회전 조인트(214, 216, 215, 217)의 회전 방향은 요를 포함하는 회전 방향에 대응할 수 있다. 제1 회전 구동기(211)의 회전 방향은 피치에 대응하고, 제2 회전 구동기(213)의 회전 방향은 롤에 대응하고, 회전 조인트(214, 216, 215, 217)의 회전 방향은 요를 포함하는 회전 방향에 대응하는 경우, 운동 보조 장치(100)는 피치 및 롤 방향에 대해 능동 회전 운동을 구현하고, 요 방향에 대해 수동 회전 운동을 구현할 수 있다. 다만, 이러한 대응 관계는 예시적인 것일 뿐이며, 3 자유도의 회전을 구현할 수 있는 다양한 대응 관계가 설정될 수 있다.
이처럼, 제1 회전 구동기(211) 및 제2 회전 구동기(213)가 허리 링크(201)에 배치됨으로써 제1 회전 구동기(211) 및 제2 회전 구동기(213)는 허리 링크(201)에 고정될 수 있다. 제1 회전 구동기(211) 및 제2 회전 구동기(213)는 허리 링크(201)에 고정됨으로써 회전 운동 시에 관성으로 작용하지 않을 수 있다.
제3 구형 링크(203) 및 제4 구형 링크(205)는 병렬적으로 허리 링크(201)를 지지함으로써 제1 회전 구동기(211) 및 제2 회전 구동기(213)에 요구되는 동력은 분산될 수 있다. 이를 통해 제1 회전 구동기(211) 및 제2 회전 구동기(213) 각각의 용량은 하나의 구형 링크를 이용하는 경우보다 작을 수 있다. 이상적으로는 회전 구동기 하나로 허벅지 링크를 구동하는 경우보다 반 정도로 회전 구동기의 용량이 줄어들 수 있다.
이처럼, 병렬적인 구조를 이용함으로써 하나의 회전 구동기가 다른 회전 구동기의 관성으로 작용하지 않을 수 있고, 각 회전 구동기의 용량은 상대적으로 작을 수 있다. 결과적으로, 운동 보조 장치(100)의 중량은 감소될 수 있고, 사용자의 사용감은 향상될 수 있다.
다른 실시예에 따르면, 운동 보조 장치(100)는 제1 엔코더, 제2 엔코더 및 제3 엔코더를 포함할 수 있다. 제1 엔코더는 제1 회전 구동기의 회전을 센싱할 수 있다. 제2 엔코더는 제2 회전 구동기의 회전을 센싱할 수 있다. 제3 엔코더는 제3 구형 링크 또는 제4 구형 링크의 일단에 연결될 수 있다.
제어부는 제1 엔코더, 제2 엔코더 또는 제3 엔코더로부터 센싱된 각도 정보를 이용하여 제1 회전 구동기 또는 제2 회전 구동기를 제어할 수 있다.
도 3은 일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 회전 구동기 및 회전 조인트의 회전 중심이 사용자의 고관절의 회전 중심과 일치하는 특징을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
운동 보조 장치(100)의 좌측 및 우측 각각에 대하여 3 개의 회전축을 포함할 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 좌측 및 우측 각각에 대하여 허리 링크에 제3 구형 링크(303)를 연결하고 구형 링크(303)에 제4 구형 링크(305)가 연결되는 구조를 포함할 수 있다. 제4 구형 링크(305)는 허벅지 링크(306)에 연결될 수 있다.
각 연결 부위는 회전 구동기(J1) 또는 회전 조인트(J2, J3)를 포함할 수 있다. 3 개의 회전축을 연결한 가상의 선은 한 점에서 만날 수 있다. 이는 회전 중심으로 지칭될 수 있다. 사용자의 고관절은 3 자유도를 가지며 3 개의 회전축을 연결한 가상의 선은 한 점에서 만날 수 있고 회전 중심을 형성할 수 있다. 제1 회전 구동기(J1), 제4 구형 링크(305)의 양단에 연결된 회전 조인트(J2, J3), 제2 회전 구동기(미도시) 및 제2 회전 구동기에 연결된 다른 구형 링크(미도시)의 양단에 연결된 회전 조인트의 회전 중심축들은 하나의 초점에서 교차할 수 있다. 하나의 초점은 사용자의 고관절의 회전 중심(311)에 대응할 수 있다.
이처럼, 운동 보조 장치의 회전 중심과 고관절의 회전 중심(311)을 일치시킴으로써, 사용자가 느끼는 사용감은 향상될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 제어를 설명하기 위해 도시한 도면이다.
일 실시예에 따르면, 운동 보조 장치(100)는 각 관절의 회전 정보를 센싱할 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 회전 정보를 제어부(401)로 전송할 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 제1 회전 구동기(211), 제2 회전 구동기(213) 및 회전 조인트(215)를 포함할 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 제1 회전 구동기(211), 제2 회전 구동기(213)를 포함하는 2 개의 회전 구동기에 부착된 엔코더의 회전 정보를 제어부(401)로 전송할 수 있다. 운동 보조 장치(100)는 1개의 회전 조인트(215)에 부착된 엔코더의 회전 정보를 제어부(401)로 전송할 수 있다.
제어부(401)는 제1 회전 구동기(211), 제2 회전 구동기(213) 및 회전 조인트(215)의 회전 정보를 기초로 제1 회전 구동기(211)와 제2 회전 구동기(213)를 구동하기 위한 제어 정보를 계산할 수 있다.
제어부(401)는 제1 회전 구동기(211)를 제어하는 제1 드라이버(411)에 제1 회전 구동기(211)의 제어 정보를 전송할 수 있다. 제어부(401)는 제2 회전 구동기(213)를 제어하는 제2 드라이버(413)에 제2 회전 구동기(213)의 제어 정보를 전송할 수 있다. 제1 드라이버(411) 및 제2 드라이버(413)는 제어 정보를 기초로 각각 제1 회전 구동기(211) 및 제2 회전 구동기(213)를 제어할 수 있다.
사람의 보행 주기는 한 쪽 다리를 기준으로, 사람의 다리가 지면에 접촉하는 입각기(stance phase) 및 사람의 다리가 지면에 접촉하지 않는 유각기(swing phase)가 교대로 발생하는 것으로 이해할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제어부(401)는 보행 단계에 따라 다른 제어를 수행할 수 있다.
제어부(401)는 제1 회전 구동기(211), 제2 회전 구동기(213)를 포함하는 2 개의 회전 구동기의 파라미터 및 2 개의 회전 구동기에 부착된 엔코더의 회전 정보, 1개의 회전 조인트(215)의 파라미터 및 1개의 회전 조인트(215)에 부착된 엔코더의 회전 정보를 분석할 수 있다. 제어부(401)는 분석 결과를 기초로 조인트 공간(joint space) 상에서 제1 회전 구동기(211), 제2 회전 구동기(213) 및 회전 조인트(215)에 대한 마찰 보상 및 중력 보상을 계산할 수 있다. 제어부(401)는 계산된 마찰 보상 및 중력 보상을 이용하여 다리의 운동에 대한 운동 보조 장치(100)의 저항을 상쇄할 수 있다.
예를 들어, 제어부(401)는 유각기 단계에서 분석 결과를 기초로 제1 회전 구동기(211), 제2 회전 구동기(213) 및 회전 조인트(215)에 대한 마찰 보상 및 중력 보상 만을 계산하고, 계산된 마찰 보상 및 중력 보상을 이용하여 다리의 운동에 대한 운동 보조 장치(100)의 저항을 상쇄할 수 있다.
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사람의 보행은 일반적으로 질량-스프링(mass-spring)으로 모델링 할 수 있는데 보행 속도에 따라 스프링의 강성이 달라진다. 따라서 착용형 로봇을 제어할 때 속도에 따라 로봇 다리의 강성을 변화시켜주면 보다 더 사람의 보행에 가까운 자연스러운 동작을 만들어 낼 수 있다.
제어부(401)는 사용자의 다리에 질량-스프링 모델을 적용하여 사용자의 허벅지 링크의 피치 및 롤 방향에 대해 가상의 스프링을 설정할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 회전 구동기(211) 및 제2 회전 구동기(213)는 피치 방향의 일부와 롤 방향의 일부의 조합에 각각 대응할 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 제1 회전 구동기(211) 및 제2 회전 구동기(213)는 허벅지 링크의 피치 방향 또는 롤 방향에 각각 대응할 수도 있고, 피치 방향의 일부와 롤 방향의 일부의 조합에 각각 대응할 수도 있다. 피치 방향은 사용자의 몸을 앞으로 당기는 힘에 대응하고 롤 방향은 사용자의 몸을 좌우 방향으로 움직이는 힘에 대응할 수 있다.
제어부(401)는 제1 회전 구동기(211), 제2 회전 구동기(213)를 포함하는 2 개의 회전 구동기의 파라미터 및 2 개의 회전 구동기에 부착된 엔코더의 회전 정보, 1개의 회전 조인트(215)의 파라미터 및 1개의 회전 조인트(215)에 부착된 엔코더의 회전 정보를 분석한 결과를 기초로 제1 회전 구동기(211), 제2 회전 구동기(213) 및 중력 보상을 계산할 수 있다. 제어부(401)는 중력 보상 및 마찰 보상을 기초로 순기구학을 통해 작업 공간(task space) 상에서 강성 제어(stiffness control)을 수행할 수 있다.
도 5는 일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 제어 방법의 전체적인 동작을 도시한 순서도이다.
일 실시예에 따르면, 단계(501)에서, 운동 보조 장치는 제1 엔코더, 제2 엔코더 및 제3 엔코더의 회전 정보로부터 운동 보조 장치의 피치 정보 및 롤 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단계(503)에서, 운동 보조 장치는 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 중력 보상 및 마찰 보상을 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단계(505)에서, 운동 보조 장치는 피치 정보, 롤 정보, 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 중력 보상 및 마찰 보상을 기초로 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기를 제어할 수 있다.
여기서, 운동 보조 장치는 허리 링크, 허리 링크의 일단에 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 제3 구형 링크와 병렬적으로 허리 링크의 일단에 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크, 제3 구형 링크의 일단 및 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크, 제1 회전 구동기의 회전을 센싱하는 제1 엔코더, 제2 회전 구동기의 회전을 센싱하는 제2 엔코더 및 제3 구형 링크 또는 제4 구형 링크의 일단에 연결된 제3 엔코더를 포함할 수 있다.
도 6은 다른 실시예에 따른 운동 보조 장치의 제어 방법의 전체적인 동작을 도시한 순서도이다.
일 실시예에 따르면, 단계(601)에서, 운동 보조 장치는 제1 엔코더, 제2 엔코더 및 제3 엔코더의 회전 정보로부터 운동 보조 장치의 피치 정보 및 롤 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단계(603)에서, 운동 보조 장치는 피치 정보, 롤 정보, 피치 축의 가상 탄성 계수, 롤 축의 가상 탄성 계수로부터 피치 축의 힘 및 롤 축의 힘을 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단계(605)에서, 운동 보조 장치는 피치 축의 힘 및 롤 축의 힘을 기초로 운동 보조 장치의 자코비안을 이용하여 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 회전력을 계산할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 단계(607)에서, 운동 보조 장치는 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 중력 보상, 마찰 보상 및 회전력을 이용하여 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기를 제어할 수 있다.
여기서, 운동 보조 장치는, 허리 링크, 허리 링크의 일단에 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 제3 구형 링크와 병렬적으로 허리 링크의 일단에 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크, 제3 구형 링크의 일단 및 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크, 제1 회전 구동기의 회전을 센싱하는 제1 엔코더, 제2 회전 구동기의 회전을 센싱하는 제2 엔코더 및 제3 구형 링크 또는 제4 구형 링크의 일단에 연결된 제3 엔코더를 포함할 수 있다.
도 7은 일 실시예에 따른 운동 보조 장치의 제어 장치의 전체적인 구성을 도시한 순서도이다.
일 실시예에 따르면, 운동 보조 장치의 제어 장치(700)는 적어도 하나의 프로세서(701)를 포함한다. 프로세서(701)는 제1 엔코더, 제2 엔코더 및 제3 엔코더의 회전 정보로부터 운동 보조 장치의 피치 정보 및 롤 정보를 획득한다. 프로세서(701)는 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 중력 보상 및 마찰 보상을 계산한다.
프로세서(701)는 피치 정보, 롤 정보, 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 중력 보상 및 마찰 보상을 기초로 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기를 제어한다.
운동 보조 장치는, 허리 링크, 허리 링크의 일단에 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 제3 구형 링크와 병렬적으로 허리 링크의 일단에 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크, 제3 구형 링크의 일단 및 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크, 제1 회전 구동기의 회전을 센싱하는 제1 엔코더, 제2 회전 구동기의 회전을 센싱하는 제2 엔코더 및 제3 구형 링크 또는 제4 구형 링크의 일단에 연결된 제3 엔코더를 포함한다.
제어 장치(700)는 메모리(703)을 더 포함할 수 있다. 메모리(703)는 하나 이상의 관절에서 센싱된 각도, 각 관절에 부착된 회전 구동기 또는 엔코더에 대한 파라미터를 저장할 수 있다. 메모리(703)는 조인트 공간 상에서 중력 보상, 마찰 보상 및 강성 제어를 위한 알고리즘을 저장할 수 있다. 메모리(703)는 좌우의 허벅지 링크 길이 및 정강이 링크 길이 등 운동 보조 장치에 관한 파라미터를 저장할 수 있다.
제어 장치(700)는 I/O 인터페이스(705)를 더 포함할 수 있다. I/O 인터페이스(705)는 각 관절에서 센싱된 값들을 수신할 수 있다. I/O 인터페이스(705)는 추정된 보행 속도를 출력 장치로 송신할 수 있다.
도 8은 다른 실시예에 따른 운동 보조 장치의 제어 장치의 전체적인 구성을 도시한 순서도이다.
일 실시예에 따르면, 운동 보조 장치의 제어 장치(800)는 적어도 하나의 프로세서(801)를 포함한다. 프로세서(801)는 제1 엔코더, 제2 엔코더 및 제3 엔코더의 회전 정보로부터 운동 보조 장치의 피치 정보 및 롤 정보를 획득한다.
프로세서(801)는 피치 정보, 롤 정보, 피치 축의 가상 탄성 계수, 롤 축의 가상 탄성 계수로부터 피치 축의 힘 및 롤 축의 힘을 계산하고, 피치 축의 힘 및 롤 축의 힘을 기초로 운동 보조 장치의 자코비안을 이용하여 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 회전력을 계산하고, 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 중력 보상, 마찰 보상 및 회전력을 이용하여 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기를 제어한다.
운동 보조 장치는, 허리 링크, 허리 링크의 일단에 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 제3 구형 링크와 병렬적으로 허리 링크의 일단에 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크, 제3 구형 링크의 일단 및 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크, 제1 회전 구동기의 회전을 센싱하는 제1 엔코더, 제2 회전 구동기의 회전을 센싱하는 제2 엔코더 및 제3 구형 링크 또는 제4 구형 링크의 일단에 연결된 제3 엔코더를 포함한다.
제어 장치(800)는 메모리(803)을 더 포함할 수 있다. 메모리(803)는 하나 이상의 관절에서 센싱된 각도, 각 관절에 부착된 회전 구동기 또는 엔코더에 대한 파라미터를 저장할 수 있다. 메모리(803)는 조인트 공간 또는 작업 공간 상에서 중력 보상, 마찰 보상 및 강성 제어를 위한 알고리즘을 저장할 수 있다. 메모리(803)는 좌우의 허벅지 링크 길이 및 정강이 링크 길이 등 운동 보조 장치에 관한 파라미터를 저장할 수 있다.
제어 장치(800)는 I/O 인터페이스(805)를 더 포함할 수 있다. I/O 인터페이스(805)는 각 관절에서 센싱된 값들을 수신할 수 있다. I/O 인터페이스(805)는 추정된 보행 속도를 출력 장치로 송신할 수 있다.
이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.

Claims (14)

  1. 운동 보조 장치를 제어하는 제어부;
    상기 제어부에 연결되는 허리 링크;
    상기 허리 링크의 일단에 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크;
    상기 제3 구형 링크와 병렬적으로 상기 허리 링크의 일단에 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크; 및
    상기 제3 구형 링크의 일단 및 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크
    를 포함하는, 운동 보조 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회전 구동기는 상기 제1 회전 구동기에 연결된 제1 구형 링크를 회전시키고, 상기 제3 구형 링크는, 상기 제1 구형 링크와 회전 조인트로 연결되고,
    상기 제2 회전 구동기는 상기 제2 회전 구동기에 연결된 제2 구형 링크를 회전시키고, 상기 제4 구형 링크는, 상기 제2 구형 링크와 회전 조인트로 연결되는,
    운동 보조 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 허벅지 링크는, 상기 제3 구형 링크의 일단과 회전 조인트로 연결되고, 상기 제4 구형 링크의 일단과 회전 조인트로 연결되는, 운동 보조 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회전 구동기, 상기 제2 회전 구동기, 상기 제3 구형 링크의 양단에 연결된 회전 조인트 및 상기 제4 구형 링크의 양단에 연결된 회전 조인트의 회전 중심축들은 하나의 초점에서 교차하는, 운동 보조 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 하나의 초점은 사용자의 고관절의 회전 중심에 대응하는, 운동 보조 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 회전 구동기의 축, 상기 제2 회전 구동기의 축, 상기 제1 회전 구동기에 연결된 제1 구형 링크의 일단에 연결된 회전 조인트의 축 및 상기 제2 회전 구동기에 연결된 제2 구형 링크의 일단에 연결된 회전 조인트의 축의 조합에 의해 피치(pitch) 축, 롤(roll) 축 및 요(yaw) 축이 구현되는, 운동 보조 장치.
  7. 운동 보조 장치를 제어하는 제어부;
    상기 제어부에 연결되는 허리 링크;
    상기 허리 링크의 일단에 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크;
    상기 제3 구형 링크와 병렬적으로 상기 허리 링크의 일단에 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크;
    상기 제3 구형 링크의 일단 및 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크;
    상기 제1 회전 구동기의 회전을 센싱하는 제1 엔코더;
    상기 제2 회전 구동기의 회전을 센싱하는 제2 엔코더; 및
    상기 제3 구형 링크 또는 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결된 제3 엔코더
    를 포함하는, 운동 보조 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 제1 엔코더, 상기 제2 엔코더 또는 상기 제3 엔코더로부터 센싱된 각도 정보를 이용하여 상기 제1 회전 구동기 또는 상기 제2 회전 구동기를 제어하는,
    운동 보조 장치.
  9. 운동 보조 장치의 제어 방법에 있어서,
    제1 엔코더, 제2 엔코더 및 제3 엔코더의 회전 정보로부터 상기 운동 보조 장치의 피치 정보 및 롤 정보를 획득하는 단계;
    제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 중력 보상 및 마찰 보상을 계산하는 단계; 및
    상기 피치 정보, 상기 롤 정보, 상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기의 중력 보상 및 상기 마찰 보상을 기초로 상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 운동 보조 장치는, 허리 링크, 상기 허리 링크의 일단에 상기 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 상기 제3 구형 링크와 병렬적으로 상기 허리 링크의 일단에 상기 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크, 상기 제3 구형 링크의 일단 및 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크, 상기 제1 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제1 엔코더, 상기 제2 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제2 엔코더 및 상기 제3 구형 링크 또는 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결된 상기 제3 엔코더를 포함하는,
    운동 보조 장치의 제어 방법.
  10. 컴퓨팅 하드웨어가 제9항의 방법을 실행하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는 비일시적인(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  11. 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    제1 엔코더, 제2 엔코더 및 제3 엔코더의 회전 정보로부터 상기 운동 보조 장치의 피치 정보 및 롤 정보를 획득하고,
    제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 중력 보상 및 마찰 보상을 계산하고,
    상기 피치 정보, 상기 롤 정보, 상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기의 중력 보상 및 상기 마찰 보상을 기초로 상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기를 제어하고,
    상기 운동 보조 장치는, 허리 링크, 상기 허리 링크의 일단에 상기 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 상기 제3 구형 링크와 병렬적으로 상기 허리 링크의 일단에 상기 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크, 상기 제3 구형 링크의 일단 및 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크, 상기 제1 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제1 엔코더, 상기 제2 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제2 엔코더 및 상기 제3 구형 링크 또는 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결된 상기 제3 엔코더를 포함하는,
    운동 보조 장치의 제어 장치.
  12. 운동 보조 장치의 제어 방법에 있어서,
    제1 엔코더, 제2 엔코더 및 제3 엔코더의 회전 정보로부터 상기 운동 보조 장치의 피치 정보 및 롤 정보를 획득하는 단계;
    상기 피치 정보, 상기 롤 정보, 피치 축의 가상 탄성 계수, 롤 축의 가상 탄성 계수로부터 피치 축의 힘 및 롤 축의 힘을 계산하는 단계;
    상기 피치 축의 힘 및 롤 축의 힘을 기초로 상기 운동 보조 장치의 자코비안을 이용하여 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 회전력을 계산하는 단계; 및
    상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기의 중력 보상, 마찰 보상 및 회전력을 이용하여 상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기를 제어하는 단계를 포함하고,
    상기 운동 보조 장치는, 허리 링크, 상기 허리 링크의 일단에 상기 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 상기 제3 구형 링크와 병렬적으로 상기 허리 링크의 일단에 상기 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크, 상기 제3 구형 링크의 일단 및 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크, 상기 제1 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제1 엔코더, 상기 제2 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제2 엔코더 및 상기 제3 구형 링크 또는 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결된 상기 제3 엔코더를 포함하는,
    운동 보조 장치의 제어 방법.
  13. 컴퓨팅 하드웨어가 제12항의 방법을 실행하도록 하는 인스트럭션들을 저장하는 비일시적인(non-transitory) 컴퓨터 판독 가능한 저장 매체.
  14. 적어도 하나의 프로세서를 포함하고,
    상기 프로세서는,
    제1 엔코더, 제2 엔코더 및 제3 엔코더의 회전 정보로부터 상기 운동 보조 장치의 피치 정보 및 롤 정보를 획득하고,
    상기 피치 정보, 상기 롤 정보, 피치 축의 가상 탄성 계수, 롤 축의 가상 탄성 계수로부터 피치 축의 힘 및 롤 축의 힘을 계산하고,
    상기 피치 축의 힘 및 롤 축의 힘을 기초로 상기 운동 보조 장치의 자코비안을 이용하여 제1 회전 구동기 및 제2 회전 구동기의 회전력을 계산하고,
    상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기의 중력 보상, 마찰 보상 및 회전력을 이용하여 상기 제1 회전 구동기 및 상기 제2 회전 구동기를 제어하고,
    상기 운동 보조 장치는, 허리 링크, 상기 허리 링크의 일단에 상기 제1 회전 구동기에 의해 연결되는 제3 구형 링크, 상기 제3 구형 링크와 병렬적으로 상기 허리 링크의 일단에 상기 제2 회전 구동기에 의해 연결되는 제4 구형 링크, 상기 제3 구형 링크의 일단 및 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결되는 허벅지 링크, 상기 제1 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제1 엔코더, 상기 제2 회전 구동기의 회전을 센싱하는 상기 제2 엔코더 및 상기 제3 구형 링크 또는 상기 제4 구형 링크의 일단에 연결된 상기 제3 엔코더를 포함하는,
    운동 보조 장치의 제어 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20150134888A (ko) * 2014-05-23 2015-12-02 삼성전자주식회사 구동 모듈 및 이를 포함하는 운동 보조 장치

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