Development of Performance Evaluation Methods for Power Assistive Exo-suit Operated in Human-Contac Environment

근력보조용 의복형 착용로봇은 착용자와 접촉하는 환경에서 운용되기 때문에 위험에 노출될 수밖에 없다. 따라서 이러한 형태의 로봇이 사용자에게 미치는 위험 요소에 대하여 평가하고 저감하기 위한 방법에 대한 연구가 필요하다. 본 논문에서는 의복형 착용로봇이 착용자의 신체에 영향을 미칠 수 있는 요인들을 분석하고 이를 기반으로 성능을 평가하기 위한 방법에 대하여 기술한다. 의복형 착용로봇은 착용자에게 근력을 보조하기 위한 동작 시 인체 체결부를 통해 신체에 국부적인 압력을 줄 수 있으며, 국부적인 압력은 착용자에게 통증을 유발하는 원인으로써 지속적인 노출은 인체상해를 유발시킬 수 있다. 그리고 의복형 착용로봇의 구동력은 착용자의 관절에 보조적인 힘으로 사용됨과 동시에 다른 형태로는 동작을 방해하는 부하로도 작용될 수 있어 착용자의 신체에 부담으로 작용할 수 있다. 또한, 착용자와 착용로봇의 동작이 동기화되지 않을 경우 착용자는 이질감을 가지게 되며, 심각하게는 신체 균형에 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 의복형 착용로봇을 사용할 때 인체 착용부의 국부적인 압력과 관절에 작용하는 토크 및 착용자와 로봇의 동기화를 정량적으로 평가하기 위한 방법과 그 시험과정의 개발을 목적으로 한다. 본 연구에서 개발되는 평가방법들을 검증하기 위하여 무릎 근력 보조용 의복형 착용로봇 과 인체 다리 형상을 가지는 테스트 시스템을 구축하였으며, 실험을 통한 검증을 수행하였다

TENDON DEVICE FOR SUIT TYPE ROBOT FOR ASSISTING HUMAN WITH PHYSICAL STRENGTH

A tendon device for a suit type robot which includes: a first wire and a second wire respectively fixed on a front portion and a rear portion of a joint of a user, and moving in a lengthwise direction thereof according to flexion-extension of the joint; a tendon driver including a first tendon module including a first pulley, and a second tendon module including a second pulley; a first pulley encoder measuring a rotary angle of the first pulley; a second pulley encoder for measuring a rotary angle of the second pulley; a controller configured to calculate tensions of the first wire and the second wire based on the rotary angle of the first and second pulleys in order to generate a control signal; and a driver configured to provide the first tendon module and the second tendon module with a driving power

Power Assistive Robot for Human Upper Limb

상지보조로봇이 개시된다. 상기 상지보조로봇은, 제1 지지프레임, 회전프레임, 제1 아암, 제2 아암, 체결부, 제1 액추에이터 및 제2 액추에이터를 포함한다. 제1 액추에이터 및 제2 액추에이터는, 회전형 직렬 탄성 액추에이터로 이루어진다. 사용자의 하박을 지지하는 체결부만 사용자의 상지에 결합된다. 상기 상지보조로봇에 의하면, 제1 액추에이터 및 제2 액추에이터에 의하여 인체의 상지 거동시 중력보상 및 근력보조가 이루어지고, 능동관절의 수를 최소화하고 설계 및 제어가 용이하며 6자유도를 가지는 상지보조로봇을 제공할 수 있다

Series Elastic Actuator

직렬 탄성 액추에이터가 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 직렬 탄성 액추에이터는, 제1 바디, 모터, 풀리, 제2 바디, 와이어, 제1 조정장치, 제2 조정장치, 제1 스프링 및 제2 스프링을 포함하여 이루어진다. 와이어의 중앙부는 풀리의 안착부의 주변에 둘러 굽어지고, 와이어의 제1 연장부 및 제1 조정장치는 제1 스프링에 의해 제2 바디를 상대로 탄력지지되고, 와이어의 제2 연장부 및 제2 조정장치는 제2 스프링에 의해 제2 바디를 상대로 탄력지지된다. 제2 바디에 외부 하중이 가해져 풀리와 제2 바디 간의 상대회전이 발생할 때, 상기 하중에 의한 모멘트암이 일정하고, 측정된 상대회전 각도와 제1 스프링 및 제2 스프링의 스프링 상수를 통해 상기 외부 하중을 측정할 수 있다

Tendon device for wearable robot

본 발명의 일 측면에 따르면, 사용자의 관절의 전방 측과 후방 측에 각각 고정되는 제1 와이어 및 제2 와이어와, 제1 프레임, 제1 이동부, 제1 작용부를 포함하는 제1 이동 장치와, 제2 프레임, 제2 이동부, 제2 작용부를 포함하는 제2 이동 장치와, 일부가 상기 제1 작용부에 연결되고 타부가 상기 제2 작용부에 연결되는 구동 와이어와, 상기 구동 와이어의 일부가 감기는 모터 풀리와, 상기 모터 풀리에 동력을 전달하는 구동 모터와, 상기 제1 이동부와 상기 제2 이동부에 연결되는 연결 와이어를 포함하는 착용 로봇용 텐던 장치를 제공한다

Suit type exoskeleton adjustable to body size of wearer and Suit type exoskeleton for knee power assistance

본 발명의 착용자의 신체 사이즈에 맞게 조절 가능한 의복형 착용 로봇은, 와이어; 신체의 근력을 보조하기 위해 신체의 일지점에 착용되는 착용부; 상기 착용부 외면에 탈부착 가능하도록 결합되며, 상기 와이어의 일단이 결합되는 조절부; 및 상기 와이어의 타단이 결합되며, 상기 와이어에 동력을 제공할 수 있는 구동부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 것이며, 무릎 근력 보조를 위한 의복형 착용 로봇은 착용자의 신체 사이즈에 맞게 조절 가능한 의복형 착용 로봇을 무릎에 사용하는 것을 특징으로 하는 것이다

Wearable device for human back support

본 발명은, 척추 방향을 따라서 배치되는 복수의 단위모듈들을 포함하는 척추모듈과, 상기 척추 방향을 따라서 상기 복수의 단위모듈들을 관통하는 구동와이어와, 상기 구동와이어의 장력을 생성 및 조절하기 위해 상기 구동와이어를 구동하는 구동모듈과, 상기 구동모듈을 구동하는 제어기를 포함하는, 근력 지원 장치를 제공한다