KR20210136370A

KR20210136370A - 착용형 로봇

Info

Publication number: KR20210136370A
Application number: KR1020200054520A
Authority: KR
Inventors: 김현근; 서휘원; 윤용탁
Original assignee: 주식회사 엔젤로보틱스
Priority date: 2020-05-07
Filing date: 2020-05-07
Publication date: 2021-11-17
Also published as: KR102612687B1; KR20220047748A

Abstract

본 발명은 집중화된 제어부와 이격된 위치에 설치되는 각각의 구동기 또는 센서 등을 연결하는 배선의 개수를 최소화하여, 베터리 런타임을 증가시키되, 단선 위험을 낮추고 착용형 로봇의 유지 또는 보수의 작업성이 향상될 수 있으며, 결과적으로 비용을 절감할 수 있는 착용형 로봇에 관한 것이다.

Description

착용형 로봇{Wearable Robot}

본 발명은 착용형 로봇에 관한 것이다. 보다 상세하게, 본 발명은 집중화된 제어부와 이격된 위치에 설치되는 각각의 구동기 또는 센서 등을 연결하는 배선의 개수를 최소화하여, 베터리 런타임을 증가시키되, 단선 위험을 낮추고 착용형 로봇의 유지 또는 보수의 작업성이 향상될 수 있으며, 결과적으로 비용을 절감할 수 있는 착용형 로봇에 관한 것이다.

로봇 및 자동화 장치 개발에 있어 고도화 및 안정된 성능을 위해 다양한 센서와 구동기를 복합적으로 적용한 장치들이 개발되고 있다. 이러한 다중 및 복합 센서와 구동기가 포함된 로봇 중 착용형 로봇은 의료용, 재활용, 작업용 또는 군용 등의 목적으로 착용자의 근력 보조를 위해 사용될 수 있다.

이러한 착용형 로봇은 각각의 관절의 구동력을 제공하기 위하여 각각의 관절에 관절 구동기를 구비하하고, 각각의 관절의 움직임 또는 보행 주기 등의 동작을 센싱하기 위하여 다수의 센서들이 장착될 수 있다.

이러한 착용형 로봇의 경우, 다수의 센서에서 감지된 신호에 근거하여 각각의 구동기를 제어하게 되므로 다수의 센서의 전원공급, 센서에서 감지된 정보의 송수신을 위하여 다수의 배선이 필요하다. 이러한 다중 배선을 최소화하기 위해서는 분산 제어와 디지털 통신을 적용하여 내부배선을 간소화하기도 하지만 일부 장치의 경우, 물리적인 외형, 제품 단가, 복잡한 내부 구조, 무게 경감, 개발 편의성 등으로 인해 복수개의 센서가 적용됨에도 불구하고 분산제어가 아닌 단일 제어부로 구성을 해야하는 경우가 있다.

예를 들어, 착용형 로봇의 예로서 하지 보조로봇의 경우, 각각의 관절에 구비된 구동기, 각각의 구동기에 구비된 엔코더, 대퇴 또는 하퇴를 지지하는 링크부재에 장착되는 엔코더, 신발 하부에 장착되는 족저압 센서 등이 구비되고, 제어부로서의 컨트롤러는 허리 후방에 장착되는 본체 내부에 배터리와 함께 설치될 수 있다.

이러한 착용형 로봇의 구동기는 구동전류와 제어신호가 공급되어야 하고, 엔코더 또는 족저압 센서 등은 감지 정보의 송수신과 함께 역시 전력 공급이 요구되므로 신발에서 허리 근방의 본체에 이르는 경로 상에 구동기와 프레임을 경유하여 수십개의 배선이 배치되므로, 관절의 움직임에 따라 쉽게 단선될 수 있고, 단선된 배선을 식별하거나 선별 교체하기 어려워 유지와 보수가 쉽지 않다.

본 발명은 집중화된 제어부와 이격된 위치에 설치되는 각각의 구동기 또는 센서 등을 연결하는 배선의 개수를 최소화하여, 베터리 런타임을 증가시키되, 단선 위험을 낮추고 착용형 로봇의 유지 또는 보수의 작업성이 향상될 수 있으며, 결과적으로 비용을 절감할 수 있는 착용형 로봇을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 착용자의 상체 후면에 장착되며, 베터리, 복수 개의 구동모터 드라이버 및 상기 베터리와 상기 구동모터 드라이버를 제어하는 메인 컨트롤러를 구비하는 본체; 고관절에 영역에 장착되며, 상기 모터 드라이버에 의하여 구동되는 고관절 구동모터, 상기 고관절 구동모터의 회전을 감지하는 고관절 구동모터 엔코더 및 상기 고관절 구동모터 엔코더의 센서정보를 수집 및 통합하고 상기 메인 컨트롤러와 통신하는 고관절 센서정보 통합유닛을 포함하고, 대퇴 지지부재를 구동하기 위한 고관절 구동기; 및, 슬관절 영역에 장착되며, 상기 구동모터 드라이버에 의하여 구동되는 슬관절 구동모터, 상기 슬관절 구동모터의 회전을 감지하는 슬관절 구동모터 엔코더 및 상기 슬관절 구동모터 엔코더의 센서정보를 수집 및 통합하고 상기 고관절 센서정보 통합유닛과 통신하는 슬관절 센서정보 통합유닛을 포함하고, 상기 대퇴 지지부재의 단부에 장착되며 하퇴 지지부재를 구동하기 위한 슬관절 구동기;를 포함하고, 상기 슬관절 센서정보 통합유닛에서 수집 및 통합된 센서정보는 상기 고관절 센서정보 통합유닛에서 통합되어 상기 메인 컨트롤러로 전송되는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇을 제공할 수 있다.

또한, 상기 고관절 구동기는 고관절의 회전을 감지하는 고관절 엔코더;를 더 포함하고 상기 고관절 센서정보 통합유닛은 상기 고관절 엔코더의 센서정보를 수집 및 통합할 수 있다.

그리고, 상기 슬관절 구동기는 슬관절의 회전을 감지하는 슬관절 엔코더;를 더 포함하고 상기 슬관절 센서정보 통합유닛은 상기 슬관절 엔코더의 센서정보를 수집 및 통합할 수 있다.

여기서, 상기 착용형 로봇 착용자의 발을 지지하기 위하여 상기 슬관절 구동기에 의하여 구동되는 하퇴 지지부재에 장착되는 족지지부를 더 포함하고, 상기 족지지부는 착용자의 족저압을 감지하기 위한 적어도 하나의 족저압 센서를 구비하며, 상기 슬관절 구동기에 구비된 상기 슬관절 센서정보 통합유닛은 상기 족저압 센서의 센서정보를 수집할 수 있다.

이 경우, 상기 센서정보 통합유닛은 케이블을 구성하는 전력유닛 또는 통신유닛의 커넥터가 장착될 수 있는 복수 개의 커넥터 접속유닛을 구비하는 기판 형태로 각각의 관절 구동기에 장착되고,

상기 센서정보 통합유닛은 센서정보의 처리, 통합 또는 입출력을 위한 마이크로프로세서유닛(MCU)을 구비하는 신호 통합부, 상기 본체의 메인 컨트롤러에서 공급된 전력을 각각의 엔코더 또는 센서로 분배, 출력 및 작동 상태를 모니터링 가능한 전원관리소자(PMIC)를 포함하는 전원 분배부 및 상기 신호 통합부을 구성하는 마이크로프로세서유닛의 데이터 저장을 위한 메모리부를 구비할 수 있다.

그리고, 상기 고관절 구동기에 구비된 엔코더는 상기 고관절 센서정보 통합유닛의 전원 분배부를 통해 전력이 공급될 수 있다.

또한, 상기 슬관절 구동기에 구비된 엔코더 및 상기 족지지부에 구비된 족저압 센서는 상기 고관절 센서정보 통합유닛의 전원 분배부에서 슬관절 센서정보 통합유닛의 전원 분배부로 제공된 전력을 분배하여 공급될 수 있다.

그리고, 상기 센서정보 통합유닛을 구성하는 메모리부에 상기 센서정보 통합유닛의 고유 번호, 각각의 엔코더 초기값, 각각의 구동모터의 구동상태 중 적어도 하나 이상의 정보가 저장될 수 있다.

여기서, 상기 메인 컨트롤러와 상기 고관절 센서정보 통합유닛 그리고, 상기 고관절 센서정보 통합유닛과 상기 슬관절 센서정보 통합유닛은 각각 전력 공급을 위한 전력유닛 및 병렬통신을 위한 병렬 통신유닛이 구비된 단일 케이블로 연결될 수 있다.

이 경우, 상기 본체에 구비된 구동모터 드라이버는 홀센서 정보를 통신하는 통신유닛 및 상기 고관절 구동모터와 상기 슬관절 구동모터로 전력을 공급하는 전력유닛을 포함하는 단일 구동모터 케이블로 각각의 상기 고관절 구동모터와 상기 슬관절 구동모터와 연결되어, 상기 고관절 구동모터와 상기 슬관절 구동모터를 구동할 수 있다.

그리고, 상기 고관절 구동기, 상기 슬관절 구동기 및 상기 족지지부는 각각 좌우 한 쌍이 구비되고, 상기 본체와 상기 고관절 구동기는 2개의 케이블로 연결되고, 상기 본체와 상기 슬관절 구동기는 한 개의 케이블로 연결되고, 상기 고관절 구동기와 상기 슬관절 구동기는 한 개의 케이블로 연결되며, 상기 슬관절 구동기와 상기 족지지부는 한 개의 케이블로 연결될 수 있다.

또한, 상기 고관절 구동모터와 상기 슬관절 구동모터는 고관절 센서정보 통합유닛 및 슬관절 센서정보 통합유닛과 연결되고, 상기 본체에 구비된 구동모터 드라이버를 연결하는 상기 구동모터 케이블은 상기 고관절 센서정보 통합유닛 및 상기 슬관절 센서정보 통합유닛에 연결될 수 있다.

그리고, 상기 고관절 구동기 또는 상기 슬관절 구동기는 각각의 구동상태를 표시하기 위한 조명유닛을 구비하고, 상기 조명유닛은 상기 센서정보 통합유닛에서 제어신호와 전력이 제공될 수 있다.

본 발명에 따른 착용형 로봇은 관절 구동기에 각각의 센서정보를 수집 또는 통합하는 센서정보 통합유닛을 구비하고, 센서 정보를 본체의 메인 컨트롤러로 전송하기 위하여 본체, 고관절 구동기, 슬관절 구동기 및 족지지부를 각각 센서 케이블로 직렬 연결하고 센서정보가 각각의 센서정보 통합유닛에서 수집 및 통합되어 메인 컨트롤러로 전송되도록 하여 센서 신호 전송을 위한 배선을 크게 줄일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 착용형 로봇의 관절 구동기에 구비된 센서정보 통합유닛은 센서정보의 수집 및 통합 외에 센서 등에 필요한 전력을 공급하는 전력 분배 기능을 구비하여 센서 전원을 위한 배선을 더욱 간소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 센서정보 통합유닛은 각각의 관절 구동기 내에서 각각의 구성들이 연결되는 허브 보드 역할을 수행하므로 관절 구동기 내에서의 배선도 간소화할 수 있다.

또한, 본 발명의 센서정보 통합유닛은 메인 컨트롤러에서 공급된 전력을 각각의 엔코더 또는 센서로 분배, 출력 및 작동 상태를 모니터링하기 위한 센서정보 통합유닛 내의 전원관리소자(PMIC)를 통해 복수개의 센서 전원 동작 상태를 개별적으로 확인할 수 있어 제품의 유지 및 보수시에 고장 원인을 빠르게 파악 가능하다.

또한, 본 발명의 센서정보 통합유닛을 구성하는 내부 메모리를 통해 센서정보 통합장치의 고유 번호, 엔코더 초기값, 구동 상태 등 구동에 필요한 다양한 정보를 입력 및 저장할 수 있다.

도 1는 본 발명에 따른 착용형 로봇의 구성도를 도시한다.
도 2는 본 발명에 따른 착용형 로봇의 다른 실시예를 도시한다.
도 3은 본 발명에 따른 착용형 로봇의 고관절 구동기 또는 슬관절 구동기로 적용될 수 있는 센서정보 통합유닛이 구비된 관절 구동기의 예를 도시한다.
도 4는 고관절 구동기와 슬관절 구동기에 추가적으로 족저압 센서가 구비된 족지지부를 구비하는 종래의 착용형 로봇의 하나의 예를 도시한다.
도 5는 도 2에 도시된 본 발명에 따른 착용형 로봇의 구성도를 도시한다.
도 6은 도 5에 도시된 본 발명에 따른 착용형 로봇의 센서 케이블의 연결 구성도를 도시한다.
도 7은 도 2, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 본 발명에 따른 착용형 로봇의 센서정보 통합유닛의 구성 및 연결관계의 예시를 도시한다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명된 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록, 그리고 당업자에게 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조 번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

도 1는 본 발명에 따른 착용형 로봇(1000)의 구성도를 도시한다.

본 발명에 따른 착용형 로봇(1000)은 착용자의 상체 후면에 장착되며, 베터리, 복수 개의 구동모터 드라이버 및 상기 베터리와 상기 구동모터 드라이버를 제어하는 메인 컨트롤러를 구비하는 본체(500); 고관절에 영역에 장착되며, 상기 메인 컨트롤러에 의하여 구동되는 고관절 구동모터, 상기 고관절 구동모터의 회전을 감지하는 고관절 구동모터 엔코더(141a, 도 5 참조) 및 상기 고관절 구동모터 엔코더(141a)의 센서정보를 수집하고 상기 메인 컨트롤러와 통신하는 고관절 센서정보 통합유닛(150a, 도 5 참조)을 포함하고, 대퇴 지지부재(410)를 구동하기 위한 고관절 구동기(100a); 및, 슬관절 영역에 장착되며, 상기 메인 컨트롤러에 의하여 구동되는 슬관절 구동모터, 상기 슬관절 구동모터의 회전을 감지하는 슬관절 구동모터 엔코더(141b, 도 5 참조) 및 슬기 고관절 구동모터 엔코더(141a)의 센서정보를 수집하고 상기 고관절 센서정보 통합유닛(150a, 도 5 참조)과 통신하는 슬관절 센서정보 통합유닛(150b)을 포함하고, 상기 대퇴 지지부재(410)의 단부에 장착되며 하퇴 지지부재(430)를 구동하기 위한 슬관절 구동기(100b);를 포함하고, 상기 슬관절 센서정보 통합유닛(150b, 도 5 참조)에서 수집된 센서정보는 상기 고관절 센서정보 통합유닛(150a, 도 5 참조)에서 통합되어 상기 메인 컨트롤러(510)로 전송되는 특징을 갖는다.

본 발명에 따른 착용형 로봇(1000)은 본체(500), 착용자의 고관절 영역에 장착되는 한 쌍의 고관절 구동기(100a), 고관절 구동기(100a)에 의하여 구동되며 착용자의 대퇴를 지지하며 대퇴의 회전 보조력을 제공하는 대퇴 지지부재(410), 상기 대퇴 지지부재(410) 단부 영역인 슬관절 영역에 장칙되는 한 쌍의 슬관절 구동기(100b), 슬관절 구동기(100b)에 의하여 구동되며 착용자의 하퇴를 지지하며 하퇴의 회전 보조력을 제공하는 하퇴 지지부재(430)를 포함할 수 있다.

그리고, 각각의 대퇴부재 및 하퇴부재(410, 430)에는 착용자의 대퇴와 하퇴를 대퇴부재 및 하퇴부재(410, 430)에 고정하기 위한 밴드 등의 형태의 착용부(420)를 구비할 수 있으며, 각각의 관절구동기(100)에서 제공되는 구동력은 결국 착용부(420)를 통해 착용자의 대퇴 또는 하퇴에 전달되어 독립 보행을 보조하게 될 수 있다.

또한, 도 1에 도시된 상기 하퇴 지지부재(430) 단부에 착용자의 발을 지지하기 위한 족지지부(300)를 더 포함하여 구성될 수 있다. 족지지부(300)에 대한 추가적인 설명은 뒤로 미룬다.

상기 본체(500)는 베낭 또는 백팩 형태로 구성될 수 있으며, 착용자의 등 또는 허리 후방에 장착될 수 있다.

상기 본체(500) 내부에는 베터리, 복수 개의 구동모터 드라이버 및 메인 컨트롤러 등을 포함하여 구성될 수 있다. 베터리는 충전 방식으로 구성될 수 있고, 각각의 고관절 구동기(100a)와 슬관절 구동기(100b)를 구동하기 위한 전력을 공급할 수 있다.

또한, 상기 본체(500) 내부에는 각각의 관절 구동기(100)를 구동하기 위한 구동모터 드라이버와 베터리 및 구동모터 드라이버를 제어하기 위한 메인 컨트롤러를 구비할 수 있다.

그리고, 각각의 관절 구동기(100)에는 구동모터가 구비되므로 배선 단순화 등을 위하여 각각의 관절 구동기(100)에 구동모터 드라이버를 장착하는 것이 바람직하지만, 관절 구동기의 무게는 결국 베터리 작동시간과 반비례하게 되므로, 부득이하게 본체(500)에 각각의 관절 구동기(100)의 구동모터 구동을 위한 구동모터 드라이버를 장착하고 구동모터 드라이버와 관절 구동기는 케이블 등으로 연결하는 방법으로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 고관절 구동기(100a)는 고관절 구동모터, 상기 고관절 구동모터의 회전을 감지하는 고관절 구동모터 엔코더(141a) 및 상기 고관절 구동모터 엔코더(141a)의 센서정보를 수집하고 상기 메인 컨트롤러와 통신하는 고관절 센서정보 통합유닛(150a)을 포함하고 상기 대퇴 지지부재(410)를 구동하며, 상기 슬관절 구동기(100b)는 슬관절 구동모터, 상기 슬관절 구동모터의 회전을 감지하는 슬관절 구동모터 엔코더(141b) 및 상기 슬관절 구동모터 엔코더(141b)의 센서정보를 수집하고 상기 고관절 센서정보 통합유닛(150a)과 통신하는 슬관절 센서정보 통합유닛(150b)을 포함하고, 상기 대퇴 지지부재(410)의 단부에 장착되며 하퇴 지지부재(430)를 구동할 수 있다.

각각의 관절 구동기(100)는 구동모터와 구동모터의 회전, 즉 구동모터 구동축의 각도, 속도, 가속도 또는 회전 방향을 감지하기 위한 센서로서 구동모터 엔코더가 구비되어 본체(500)의 메인 컨트롤러의 제어 정보롤 활용될 수 있다.

즉, 각각의 관절 구동기(100)는 각각 구동모터가 구비되며, 적어도 하나의 엔코더가 구비되어 각각의 모터의 회전 데이터를 수집한다.

그리고, 종래에는 고관절 구동기(100a)와 슬관절 구동기(100b)는 각각의 구동기에 구비된 구동모터 엔코더가 본체(500)의 메인 컨트롤러에 연결되어 구동모터의 데이터를 제공하는 방식이었으나, 케이블의 개수가 증가되어 유지 및 보수가 용이하지 않았다.

따라서, 본 발명은 각각의 관절 구동기(100)에 센서정보 수집유닛을 구비하고, 본체(500)와 가까운 거리의 고관절 구동기(100a)의 센서정보 수집유닛은 본체(500)의 메인 컨트롤러에 직접 연결하고, 슬관절 구동기(100b)의 센서정보 수집유닛은 본체(500)의 메인 컨트롤러가 아닌 고관절 구동기(100a)의 센서정보 수집유닛과 연결하여, 상기 슬관절 센서정보 통합유닛(150b)에서 수집된 센서정보는 상기 고관절 센서정보 통합유닛(150a)에서 통합되어 상기 메인 컨트롤러로 전송하는 특징을 갖는다. 센서정보 통합유닛에 대한 자세한 설명은 뒤로 미룬다.

도 2는 본 발명에 따른 착용형 로봇(1000)의 다른 실시예를 도시한다. 도 2에 도시된 실시예는 도 1을 참조하여 설명한 착용형 로봇(1000)의 족지지부(300)에 족저압 센서(310)를 포함하는 실시예를 도시한다.

즉, 상기 착용형 로봇(1000) 착용자의 발을 지지하기 위하여 상기 슬관절 구동기(100b)에 의하여 구동되는 하퇴 지지부재(430)에 장착되는 족지지부(300)를 더 포함하고, 상기 족지지부(300)는 착용자의 족저압을 감지하기 위한 적어도 하나의 족저압 센서(310)를 구비하며, 상기 슬관절 구동기(100b)에 구비된 상기 슬관절 센서정보 통합유닛(150b)은 상기 족저압 센서(310)의 센서정보를 수집하는 특징을 갖는다.

즉, 관절 구동기를 구동하여 대퇴 지지부재(410) 또는 하퇴 지지부재(430)를 회전 구동하여 보조력을 제공하는 착용형 로봇(1000)의 경우 각각의 발의 보행상태를 정확하게 판단하여야 한다, 즉, 족저면이 지면에 접촉했는지 여부에 따라 입각기 또는 유각기 등을 판단할 수 있다.

이와 같이, 족저면의 지면 접촉 여부는 족저압 센서(310)를 통해 판단할 수 있다. 상기 족지지부(300)는 신발 하부 또는 내부에 장착되고 족저압 센서(310)는 족저면의 압력 변화가 감지되도록 족지지부(300) 또는 신발 등에 장착될 수 있으며, 개수는 적어도 하나 이상 또는 족저면 전방과 후방에 하나 이상씩 구비되어 유각기 또는 입각기 정보를 정확하게 감지할 수 있다.

따라서, 족지지부(300)에 구비되어 족저압 변화를 통해 보행 주기를 판단하기 위한 족저압 센서(310)에서 감지된 센서 정보는 족저압 센서(310)와 본체(500)의 메인 컨트롤러가 케이블로 직접 연결되어 센서에서 감지된 센서정보를 통해 전달되었으나, 본 발명에 따른 착용형 로봇(1000)은 족저압 센서(310)가 슬관절 구동기(100b)와 연결되고 족저압 센서(310)의 센서정보는 슬관절 센서정보 통합유닛(150b)에서 슬관절 구동모터 엔코더(141b)의 센서정보와 통합된 후 고관절 구동기(100a)에 구비된 고관절 센서정보 통합유닛(150a)으로 전송될 수 있다.

즉, 족지지부(300)에 구비된 족저압 센서(310)는 본체(500)의 메인 컨트롤러에 직접 연결되지 않고, 족지지부(300)와 가까운 위치의 슬관절 구동기(100b)에 구비된 슬관절 센서정보 통합유닛(150b)과 연결되어, 족저압 센서(310)에서 감지한 센서정보가 전달될 수 있다.

이와 같은 방식으로 슬관절 구동기(100b)와 족지지부(300)에서 센서정보 송수신을 위하여 본체(500)와 연결되는 별도의 케이블을 생략하는 효과를 얻을 수 있다.

도 3은 본 발명에 따른 착용형 로봇(1000)의 고관절 구동기(100a) 또는 슬관절 구동기(100b)로 적용될 수 있는 센서정보 통합유닛이 구비된 관절 구동기의 예를 도시한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 관절 구동기는 구동모터(120), 구동모터 엔코더, 센서정보 통합유닛(150), 구동모터(120)의 구동력을 대퇴 지지부재(410) 또는 하퇴 지지부재(430)로 전달하기 위하여 대퇴 지지부재(410) 또는 하퇴 지지부재(430)와 연결되는 출력부재(170), 관절 구동기의 상태를 표시하기 위한 조명유닛 및 아래 설명되는 관절 엔코더(146) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 센서정보 통합유닛(150)은 기판 형태로 제조되어 관절 구동기 내부에 장착될 수 있으며, 연결을 위한 외부 케이블 커넥터 등이 접속되기 위한 복수 개의 커넥터 접속유닛(151)을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 관절 구동기는 구동모터(120), 구동모터(120)의 회전 정보를 감지하기 위한 센서로서의 구동모터 엔코더 및 센서정보를 통합하여 처리하기 위한 센서정보 통합유닛(150)을 포함하여 구성될 수 있음은 전술한 바와 같다.

그러나, 상기 관절 구동기는 구동모터(120)의 회전을 감지하기 위한 구동모터 엔코더 외에 관절의 회전 정보를 감지하기 위한 관절 엔코더(146)를 각각 더 구비할 수 있다.

각각의 관절 엔코더(146)를 더 구비하는 이유는 구동모터(120)의 회전에 따라 관절의 움직임을 모니터링하는 목적 외에 착용자의 동작 의도를 파악하여 저저항 구동모드를 제공하기 위함이다.

저저항 구동모드란 구동모터(120)가 구동되지 않은 상태에서 관절의 움직임을 허용하고 관절의 움직임 방향으로 구동모터(120)에 의한 보조력을 제공하여 로봇 착용자가 느끼는 기계적 저항을 최소화하며 착용자의 능동적인 동작을 보조하기 위한 구동모드이다.

따라서, 관절 구동기 내에 구동모터(120)의 구동력을 대퇴 지지부재(410) 또는 하퇴 지지부재(430)로 전달하면서도, 착용자의 움직임을 허용하기 위한 탄성부재가 구비될 수 있고, 관절 구동기와 대퇴 지지부재(410) 또는 하퇴 지지부재(430)를 회전 구동하도록 연결되는 출력부재는 로봇 착용자의 움직임에 따라 상기 탄성부재의 허용 범위에서 대퇴 지지부재(410) 또는 하퇴 지지부재(430)의 움직임에 따라 회전될 수 있다.

따라서, 각각의 관절의 회전에 따라 대퇴 지지부재(410) 또는 하퇴 지지부재(430)와 출력부재는 회전되고, 그 회전 정보는 관절 엔코더(146)로 감지될 수 있다.

상기 관절 엔코더(146)에서 수집된 관절 회전정보 역시 센서정보 수집유닛을 통해 수집 및 통합되어 전달될 수 있다.

즉, 상기 슬관절 구동기(100b)는 슬관절의 회전을 감지하는 슬관절 엔코더(146b);를 더 포함하고 상기 슬관절 센서정보 통합유닛(150b)은 상기 슬관절 엔코더(146b)의 센서정보를 수집 및 통합한 후 상기 슬관절 센서정보 통합유닛(150b)에서 수집 및 통합된 센서정보는 상기 고관절 센서정보 통합유닛(150a)에서 수집 및 통합되어 상기 메인 컨트롤러로 전송될 수 있고, 상기 고관절 구동기(100a)는 고관절의 회전을 감지하는 고관절 엔코더(146a);를 더 포함하고 상기 고관절 센서정보 통합유닛(150a)은 상기 고관절 엔코더(146a)의 센서정보를 수집 및 통합하여 메인 컨트롤러로 전송할 수 있다.

즉, 전술한 실시예들은 각각의 관절 구동기(100)에 센서로서의 엔코더가 구동모터(120)의 회전 정보를 감지하기 위한 하나가 구비되나, 도 3에 도시된 바와 같은 구동기를 적용하는 경우, 각각의 관절 구동기(100)에 2개의 엔코더(141, 146)가 구비되고, 각각의 관절 구동기(100)의 센서정보 통합유닛(150)은 각각의 구동모터(120)의 회전 정보와 관절의 회전 정보를 각각 수집 및 통합한다는 점에서 차이가 있으며, 수집 및 통합된 센서정보의 전송 경로는 전술한 실시예들과 마찬가지이므로 중복된 설명은 생략한다.

도 4는 고관절 구동기와 슬관절 구동기에 추가적으로 족저압 센서가 구비된 족지지부를 구비하는 종래의 착용형 로봇의 하나의 예를 도시하며, 도 5는 도 2에 도시된 본 발명에 따른 착용형 로봇(1000)의 구성도를 도시하며, 도 6은 도 5에 도시된 본 발명에 따른 착용형 로봇(1000)의 센서 케이블의 연결 구성도를 도시한다.

또한, 각각 고관절 구동기(100a)와 슬관절 구동기(100b)에 고관절 엔코더(146a)와 슬관절 엔코더(146b)가 더 구비될 수 있음은 전술한 바와 같고, 고관절 엔코더(146a)와 슬관절 엔코더(146b)가 구비되는 경우에도 각각의 고관절 엔코더(146a)와 슬관절 엔코더(146b)에서 수집된 정보는 센서정보 통합유닛(150)에서 수집 및 통합되어 전송된다는 점에서 마찬가지이므로, 아래의 설명에서 관절 구동기의 엔코더 신호란 각각의 관절 구동기(100)에 구비된 적어도 하나의 엔코더 신호를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

그리고, 각각의 관절 구동기(100)는 각각의 구동상태를 외부에서 식별 가능하도록 표시하기 위한 조명유닛을 구비하고, 상기 조명유닛은 상기 센서정보 통합유닛(150)에서 제어신호와 전력이 제공될 수 있음은 엔코더 또는 센서와 마찬가지이다.

도 4에 도시된 기존 착용형 로봇(1000)의 배선의 경우, 크게 총 좌측 4케이블, 우측 4케이블의 전선이 출력되어 총 8케이블의 배선이 본체(500)부터 출력된다. 그 중, 고관절 구동기(100a)의 엔코더 신호와 전원을 위한 배선 2 개의 케이블(a)과 슬관절 구동기(100b)의 엔코더 신호와 전원 및 족저압 센서(310)를 위한 배선 2 개의 케이블(b), 구동모터 드라이버와 구동모터(120)를 연결하는 구동모터 케이블(C)이 각각 4케이블로 구성된다.

고관절 구동기(100a)의 센서 케이블(a)은 엔코더 등의 센서에서 출력되는 차동 신호(Differential Signal)의 전달과 센서별 전원 공급을 담당한다. 케이블(a)를 구성하는 신호 유닛의 수량은 구동모터 엔코더의 신호와 전력 A+, A-, B+, B-, 5V, GND를 위한 6유닛, 관절 엔코더(146)의 신호와 전력 A-, B+, B-, Clock+, Clock-, Data+, Data-, 5V, GND를 위한 10유닛, 조명유닛 구동을 위한 R, G, B, GND 4유닛을 포함하여 총 20유닛으로 케이블이 구성될 수 있다.

슬관절 구동기(100b)를 연결하는 센서 케이블(b)의 경우에도 마찬가지로 엔코더 등의 센서에서 출력되는 차동 신호(Differential Signal)의 전달과 센서별 전원 공급 및 족저압 센서(310)의 신호 전달을 담당한다.

구체적으로, 슬관절 구동기(100b)의 센서 케이블(b)를 구성하는 신호 유닛의 수량은 구동모터 엔코더의 신호와 전력 A+, A-, B+, B-, 5V, GND를 위한 6유닛, 관절 엔코더(146)의 신호와 전력 A-, B+, B-, Clock+, Clock-, Data+, Data-, 5V, GND를 위한 10유닛, 조명유닛 구동을 위한 R, G, B, GND 4유닛을 포함하여 총 20유닛을 포함함은 마찬가지이며, 추가적으로 족저압 센서(310)의 아나로그 센서신호 전송을 위한 4유닛을 포함하여 총 24유닛을 포함하여 구성될 수 있다.

이 경우, 족저압 센서(310)신호 전송을 위한 4유닛을 포함하는 족저압 센서(310) 케이블(d)는 슬관절 구동기(100b)의 센서 케이블(b) 내부에 연합되어 단일 케이블로 본체(500)로 연결될 수도 있고, 별도의 케이블로 본체(500)와 연결될 수도 있다.

또한, 각각의 구동모터(120)의 구동을 위한 구동모터 케이블(C)의 경우, 고관절 구동기(100a)와 슬관절 구동기(100b)가 모두 동일한 전선을 사용하며 모터 구동에 필요한 신호들을 입력 및 출력한다. 구체적으로 구동모터(120)의 구동을 위한 구동모터 케이블(C)은 Hall sensor 3상 신호와 전력 공급을 위하여 Hall1, Hall2, Hal3, GND, 5V(U, V, W)의 7개의 유닛을 포함하여 구성될 수 있다.

위와 같이 기존 케이블 배선에는 상당한 수의 유닛이 메인 컨트롤러에 연결된다. 하지만 케이블이 굵고, 배선 수가 많은 상태에서 각 관절이 구동하는 동안 외력에 의해 케이블이 단선이 되는 상황이 빈번히 발생하였다. 또한 구동기에서 제어모듈로 향하는 단방향성 신호들이 대부분이라, 사용 오류에 대한 피드백을 받기가 불가능하다는 문제가 있어, 메인 컨트롤러로 입/출력되는 모든 신호들을 디지털 통신으로 간소화하여 적은 수의 배선으로 안정적으로 전달할 수 있는 분산형 제어방식을 고려하였으나, 이 같은 경우 각각의 관절 구동기(100)는 모터 드라이버를 포함한 형태로 제작되어야 하기에 부피가 커지며, 제작에 소요되는 비용도 상당하다.

따라서, 본 발명은 각각의 관절 구동기(100)에 센서정보 통합유닛(150)을 구비하고 병렬 통신을 적용하여, 분산제어 방식을 적용하지 않으면서도, 메인 컨트롤러로 연결되는 케이블에 포함되는 유닛의 개수를 크게 줄여 케이블 직경도 줄이고 유지 보수 편의성도 향상시켰다.

고관절 구동기(100a)와 본체(500)를 연결하는 센서 케이블(A)는 고관절 구동기(100a) 내부의 센서정보 통합유닛(150)으로부터 출력되는 통신선으로 구성되며, 고관절 구동기(100a)와 슬관절 구동기(100b)를 연결하는 센서 케이블(A')은 슬관절 구동기(100b) 내부의 센서정보 통합유닛(150)으로부터 출력되는 통신선으로 구성되며, 각각의 센서 케이블은 센서정보 통합유닛(150)을 매개로 순차적으로 직렬 연결될 수 있다. 고관절 구동기(100a)와 본체(500)를 연결하는 센서 케이블(A)과 고관절 구동기(100a)와 슬관절 구동기(100b)를 연결하는 센서 케이블(A’)은 동일한 핀맵을 갖는다.

즉, 본체(500), 고관절 구동기(100a) 및 슬관절 구동기(100b)를 순차적으로 직렬로 연결되는 센서 케이블(A, A')는 내부에 센서 등에 전력을 공급하는 전력유닛과 병렬 통신을 위한 복수 개의 통신유닛을 구비하여 통합된 센서정보를 상방향으로 전송하거나 하방향으로 제어신호를 전송할 수 있다.

각각의 센서 케이블(A, A')를 구성하는 통신유닛과 전력유닛은 병렬 통신의 예로서 SPI BUS 규격의 Clock, Data, Sync, Chip select, 9V, GND를 포함하는 총 6 유닛으로 구성될 수 있으며, 도 4를 참조한 종래의 착용형 로봇(1000)과 비교하는 경우 메인 컨트롤러의 입장에서 신호 케이블의 경우 케이블의 수는 2개에서 1개로 줄고, 메인 컨트롤러에 연결되는 케이블 내의 유닛은 (20+24)*2 개에서 6*2 개로 크게 감소될 수 있다.

즉, 상기 메인 컨트롤러와 상기 고관절 센서정보 통합유닛(150a) 그리고, 상기 고관절 센서정보 통합유닛(150a)과 상기 슬관절 센서정보 통합유닛(150b)은 각각 전력 공급을 위한 전력유닛 및 병렬통신을 위한 병렬 통신유닛이 구비된 단일 센서 케이블(A 또는 A')로 연결될 수 있다.

병렬통신의 방식은 병렬 통신을 지원하는 어떠한 방법도 적용 가능하며, 예시로는 SPI, EtherCAT, CAN 등의 방식이 있다.

물론, 도 5에 도시된 본 발명의 착용형 로봇(1000)의 메인 컨트롤러와 센서정보 통합유닛(150)을 연결하는 통신 방식이 변경되는 경우 유닛 개수가 일부 변경 가능하지만, 전체적으로 케이블의 개수가 반으로 줄고 유닛의 개수가 크게 감소될 수 있음은 자명하다.

따라서, 상기 메인 컨트롤러와 상기 고관절 센서정보 통합유닛(150a) 그리고, 상기 고관절 센서정보 통합유닛(150a)과 상기 슬관절 센서정보 통합유닛(150b)은 각각 전력 공급을 위한 전력유닛 및 병렬통신, 예를 들면 병렬 통신을 위한 병렬 통신유닛이 구비된 단일 케이블로 연결될 수 있다.

그리고, 족저압 센서(310)신호 전송을 위한 4유닛을 포함하는 족저압 센서(310) 케이블(D) 역시 종래에는 슬관절 센서 케이블과 연합되어 본체(500)까지 연결되는 방식이었으나, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이 족저압 센서(310) 케이블(D)은 본체(500)의 메인 컨트롤러가 아닌 슬관절 센서정보 통합유닛(150b)에 연결되어 족저압 센서(310) 정보가 수집 통합된 후 고관절 센서유닛 통합유닛으로 전송될 수 있다.

따라서, 족지지부(300)와 본체(500)를 직접 연결하는 케이블이 생략될 수 있음은 슬관절 구동기(100b)와 마찬가지이므로 착용형 로봇(1000)의 배선은 더욱 간소화될 수 있다.

도 5에 도시된 구성도에서, 구동모터 드라이버와 각각의 관절 구동기(100)를 구성하는 구동모터(120)를 연결하는 구동모터(120)의 구동을 위한 구동모터 케이블(C)은 종래와 마찬가지로 Hall sensor 3상 신호와 전력 공급을 위하여 Hall1, Hall2, Hal3, GND, 5V(U, V, W)의 7개의 통신유닛 및 전력유닛을 포함하여 구성될 수 있으나, 구동모터(120)의 구동을 위한 구동모터 케이블(C)은 종래와 같이 구동모터(120)에 직접 연결되지 않고, 구동모터(120)가 관절구동기 내에서 센서정보 통합유닛(150)에 장착되고, 구동모터(120)의 구동을 위한 구동모터 케이블(C)은 센서정보 통합유닛(150)에 커넥터 방식으로 연결되어 구동모터의 구동전력과 구동신호는 센서정보 통합유닛(150)을 매개로 전달될 수 있으므로 관절 구동기 내부 배선도 간소화되는 효과를 얻을 수 있다.

결론적으로 최소한의 소자를 사용하여 구현된 센세정보 통합유닛은 적은 면적과 부피를 통해 구동기의 부피에 큰 영향을 주지않고 소형화된 제품개발에 용이하며, 임의의 양방향 디지털 병렬 통신을 통해 간략화된 내부 배선과 전원 배선이 가능하며 양방향으로 정보 전달이 가능하므로, 센서정보 통합유닛(150)에 연결된 센서들의 상태를 감시할 수 있다.

도 4, 도 5 및 도 6을 참조하는 경우, 본체(500)에 연결되는 케이블의 개수가 8개에서 6개로 감소되나, 더 상세하게는 각각의 신호 케이블을 구성하는 내부 유닛의 개수가 크게 감소되어 케이블 세경화에도 크게 기여하여 배선 연결이 간소화되거나 심플하게 변화될 수 있다.

결국, 이와 같은 센서정보 통합유닛(150)을 적용하여, 본 발명에 따른 착용형 로봇(1000)은 상기 고관절 구동기(100a), 상기 슬관절 구동기(100b) 및 상기 족지지부(300)는 각각 좌우 한 쌍이 구비되고, 상기 본체(500)와 상기 고관절 구동기(100a)는 2개의 케이블로 연결되고, 상기 본체(500)와 상기 슬관절 구동기(100b)는 한 개의 케이블로 연결되고, 상기 고관절 구동기(100a)와 상기 슬관절 구동기(100b)는 한 개의 케이블로 연결되며, 상기 슬관절 구동기(100b)와 상기 족지지부(300)는 한 개의 케이블로 연결되되, 각각의 케이블의 개수, 각각의 케이블을 구성하는 전력유닛 또는 통신유닛의 개수가 최소화되며, 그에 따라 각각의 케이블의 직경도 최소화될 수 있다.

도 7은 도 2, 도 5 및 도 6을 참조하여 설명한 본 발명에 따른 착용형 로봇(1000)의 센서정보 통합유닛(150)의 구성 및 연결관계의 예시를 도시한다.

전술한 바와 같이, 상기 센서정보 통합유닛(150)은 케이블을 구성하는 전력 공급을 위한 전력유닛 또는 통신을 위한 통신유닛 단부에 장착된 커넥터가 장착될 수 있는 복수 개의 커넥터 접속유닛을 구비하는 기판 형태로 구성되어 각각의 관절 구동기(100)에 장착될 수 있다.

그리고, 상기 고관절 구동기(100a) 또는 슬관절 구동기(100b)에 구비된 센서정보 통합유닛(150)은 수집된 센서정보의 처리, 통합 또는 입출력을 위한 마이크로프로세서유닛(MCU)을 구비하는 신호 통합부, 상기 본체(500)의 메인 컨트롤러에서 공급된 전력을 각각의 엔코더 또는 센서로 분배, 출력 및 작동 상태를 모니터링 가능한 전원관리소자(PMIC)를 포함하는 전원 분배부 및 상기 마이크로프로세서유닛의 데이터 저장을 위한 메모리부를 포함하여 구성될 수 있다.

센서신호 수집 및 통합을 위하여 신호 통합부(MCU)는 신호의 상태 변화를 감지하기 위하여 타이머(Timer)를 구비하고, 각도 변위에 의해 엔코더 신호의 변화를 측정하여 움직인 각도 등의 회전 정보를 파악할 수 있으며, 족저압 센서의 아날로그 신호를 디지털 변환하기 위한 디지털 변환기(Analog to Digital Converter, ADC)를 구비할 수 있고, 조명유닛 등의 점등을 제어하기 위하여 범용 디지털 신호 입출력부(General Purpose Input and Output, GPIO)를 구비할 수 있다.

전술한 바와 같이, 본 발명에 따른 착용형 로봇(1000)의 관절 구동기에 구비되는 센서정보 통합유닛(150)은 각각의 엔코더 또는 센서에서 수집되는 신호를 통합하여 본체(500)의 메인 컨트롤러 또는 상위 구동기의 센서정보 통합유닛(150)으로 전송함과 동시에 관절 구동기에서 구동모터를 제외한 각종 센서의 전원을 공급하는 전원 공급 기능을 구비하는 특징을 갖는다.

종래의 착용형 로봇(1000)의 경우 메인 컨트롤러 또는 본체(500)에 구비된 베터리 관리유닛이 베터리의 전원을 각각의 관절 구동기(100)의 엔코더 등의 센서 또는 관절 구동기의 조명유닛에 전원을 분배하여 전력 공급을 위한 전력유닛의 개수가 다수 필요했음은 전술한 바와 같다.

그러나, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 착용형 로봇(1000)의 고관절 구동기(100a) 또는 슬관절 구동기(100b)에 구비되는 센서정보 통합유닛(150)은 메인 컨트롤러 또는 고관절 구동기(100a)에서 공급된 전력을 각각의 엔코더, 센서 또는 조명유닛으로 분배, 출력 및 작동 상태를 모니터링 가능한 전원관리소자(PMIC)를 포함하는 전원 분배부를 구비하여, 메인 컨트롤러에서 각각의 센서정보 통합유닛(150)을 매개로 다수의 엔코더, 센서 및 조명유닛에 전력을 공급할 수 있으므로, 본체(500)의 메인 컨트롤러와 센서, 엔코더 또는 조명 유닛을 직접 연결하는 전력유닛을 생략할 수 있다.

즉, 메인 컨틀로러는 고관절 구동기(100a)의 센서정보 통합유닛(150)으로 전력을 공급하여 고관절 구동기(100a)의 센서, 엔코더 또는 조명유닛에 전력을 분배하고 작동 상태의 모니터링이 가능하고, 상기 고관절 구동기(100a)의 센서정보 통합유닛(150)의 전원관리소자(PMIC)를 포함하는 전원 분배부는 슬관절 구동기(100b)의 센서정보 통합유닛(150)을 구성하는 전원관리소자(PMIC)를 포함하는 전원 분배부로 전력을 분배하여 슬관절 구동기(100b)의 센서, 엔코더, 조명유닛 및 족지지부(300)의 족저압 센서(310)에 전력을 분배하고 작동 상태의 모니터링이 가능하게 된다.

따라서, 상기 센서정보 통합유닛(150)은 마이크로프로세서유닛(MCU)을 구비하는 신호 통합부에서 센서정보를 수집 통합하여 제공하는 기능 외에 전력 분배 기능을 가지므로, 본체(500)의 메인 컨트롤러와 각각의 관절 구동기(100)의 구동모터를 제외한 센서, 엔코더 및 조명유닛 연결을 위한 전력유닛(와이어)를 생략할 수 있으므로, 착용형 로봇(1000)의 배선을 간소화에 기여할 수 있다.

그리고, 각각의 관절 구동기(100)에 구비된 센서정보 통합유닛(150)은 신호 통합부을 구성하는 마이크로프로세서유닛의 데이터 저장을 위한 메모리부를 구비하여, 수집되는 센서정보 또는 통합된 센서정보 등을 저장할 수 있다. 상기 메모리부를 통해 센서정보 통합장치의 고유 번호, 엔코더 초기값, 구동 상태 등 구동에 필요한 다양한 정보를 입력 및 저장하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 메모리부를 구비하여 착용형 로봇의 전원을 다시 켜도 출력부재의 절대각 등은 메모리부에 저장될 수 있으므로 이를 참조하여 관절 구동기를 제어할 수 있다.

본 명세서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 당업자는 이하에서 서술하는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경 실시할 수 있을 것이다. 그러므로 변형된 실시가 기본적으로 본 발명의 특허청구범위의 구성요소를 포함한다면 모두 본 발명의 기술적 범주에 포함된다고 보아야 한다.

1000 : 착용형 로봇
100 : 관절 구동기
150 : 센서정보 통합유닛
300 : 족지지부
500 : 메인 컨트롤러

Claims

착용자의 상체 후면에 장착되며, 베터리, 복수 개의 구동모터 드라이버 및 상기 베터리와 상기 구동모터 드라이버를 제어하는 메인 컨트롤러를 구비하는 본체;
고관절에 영역에 장착되며, 상기 모터 드라이버에 의하여 구동되는 고관절 구동모터, 상기 고관절 구동모터의 회전을 감지하는 고관절 구동모터 엔코더 및 상기 고관절 구동모터 엔코더의 센서정보를 수집 및 통합하고 상기 메인 컨트롤러와 통신하는 고관절 센서정보 통합유닛을 포함하고, 대퇴 지지부재를 구동하기 위한 고관절 구동기; 및,
슬관절 영역에 장착되며, 상기 구동모터 드라이버에 의하여 구동되는 슬관절 구동모터, 상기 슬관절 구동모터의 회전을 감지하는 슬관절 구동모터 엔코더 및 상기 슬관절 구동모터 엔코더의 센서정보를 수집 및 통합하고 상기 고관절 센서정보 통합유닛과 통신하는 슬관절 센서정보 통합유닛을 포함하고, 상기 대퇴 지지부재의 단부에 장착되며 하퇴 지지부재를 구동하기 위한 슬관절 구동기;를 포함하고,
상기 슬관절 센서정보 통합유닛에서 수집 및 통합된 센서정보는 상기 고관절 센서정보 통합유닛에서 통합되어 상기 메인 컨트롤러로 전송되는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
제1항에 있어서,
상기 고관절 구동기는 고관절의 회전을 감지하는 고관절 엔코더;를 더 포함하고 상기 고관절 센서정보 통합유닛은 상기 고관절 엔코더의 센서정보를 수집 및 통합하는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
제1항에 있어서,
상기 슬관절 구동기는 슬관절의 회전을 감지하는 슬관절 엔코더;를 더 포함하고 상기 슬관절 센서정보 통합유닛은 상기 슬관절 엔코더의 센서정보를 수집 및 통합하는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
제1항에 있어서,
상기 착용형 로봇 착용자의 발을 지지하기 위하여 상기 슬관절 구동기에 의하여 구동되는 하퇴 지지부재에 장착되는 족지지부를 더 포함하고, 상기 족지지부는 착용자의 족저압을 감지하기 위한 적어도 하나의 족저압 센서를 구비하며, 상기 슬관절 구동기에 구비된 상기 슬관절 센서정보 통합유닛은 상기 족저압 센서의 센서정보를 수집하는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
제4항에 있어서,
상기 센서정보 통합유닛은 케이블을 구성하는 전력유닛 또는 통신유닛의 커넥터가 장착될 수 있는 복수 개의 커넥터 접속유닛을 구비하는 기판 형태로 각각의 관절 구동기에 장착되고,
상기 센서정보 통합유닛은 센서정보의 처리, 통합 또는 입출력을 위한 마이크로프로세서유닛(MCU)을 구비하는 신호 통합부, 상기 본체의 메인 컨트롤러에서 공급된 전력을 각각의 엔코더 또는 센서로 분배, 출력 및 작동 상태를 모니터링 가능한 전원관리소자(PMIC)를 포함하는 전원 분배부 및 상기 신호 통합부을 구성하는 마이크로프로세서유닛의 데이터 저장을 위한 메모리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
제5항에 있어서,
상기 고관절 구동기에 구비된 엔코더는 상기 고관절 센서정보 통합유닛의 전원 분배부를 통해 전력이 공급되는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
제5항에 있어서,
상기 슬관절 구동기에 구비된 엔코더 및 상기 족지지부에 구비된 족저압 센서는 상기 고관절 센서정보 통합유닛의 전원 분배부에서 슬관절 센서정보 통합유닛의 전원 분배부로 제공된 전력을 분배하여 공급되는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
제5항에 있어서,
상기 센서정보 통합유닛을 구성하는 메모리부에 상기 센서정보 통합유닛의 고유 번호, 각각의 엔코더 초기값, 각각의 구동모터의 구동상태 중 적어도 하나 이상의 정보가 저장되는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
제5항에 있어서,
상기 메인 컨트롤러와 상기 고관절 센서정보 통합유닛 그리고, 상기 고관절 센서정보 통합유닛과 상기 슬관절 센서정보 통합유닛은 각각 전력 공급을 위한 전력유닛 및 병렬통신을 위한 병렬 통신유닛이 구비된 단일 케이블로 연결되는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
제5항에 있어서,
상기 본체에 구비된 구동모터 드라이버는 홀센서 정보를 통신하는 통신유닛 및 상기 고관절 구동모터와 상기 슬관절 구동모터로 전력을 공급하는 전력유닛을 포함하는 단일 구동모터 케이블로 각각의 상기 고관절 구동모터와 상기 슬관절 구동모터와 연결되어, 상기 고관절 구동모터와 상기 슬관절 구동모터를 구동하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
제10항에 있어서,
상기 고관절 구동모터와 상기 슬관절 구동모터는 고관절 센서정보 통합유닛 및 슬관절 센서정보 통합유닛과 연결되고, 상기 본체에 구비된 구동모터 드라이버를 연결하는 상기 구동모터 케이블은 상기 고관절 센서정보 통합유닛 및 상기 슬관절 센서정보 통합유닛에 연결되는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
제1항에 있어서,
상기 고관절 구동기, 상기 슬관절 구동기 및 상기 족지지부는 각각 좌우 한 쌍이 구비되고,
상기 본체와 상기 고관절 구동기는 2개의 케이블로 연결되고,
상기 본체와 상기 슬관절 구동기는 한 개의 케이블로 연결되고,
상기 고관절 구동기와 상기 슬관절 구동기는 한 개의 케이블로 연결되며,
상기 슬관절 구동기와 상기 족지지부는 한 개의 케이블로 연결되는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.
제1항에 있어서,
상기 고관절 구동기 또는 상기 슬관절 구동기는 각각의 구동상태를 표시하기 위한 조명유닛을 구비하고, 상기 조명유닛은 상기 센서정보 통합유닛에서 제어신호와 전력이 제공되는 것을 특징으로 하는 착용형 로봇.