KR101725517B1 - Robot and method for walking assist - Google Patents
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 보행 보조 로봇은 사용자의 팔에서 겨드랑이까지의 부위를 지지하는 상부 지지대; 상기 상부 지지대의 하부에 배치되고, 상기 사용자의 상체 일부를 감싸는 반원 형태로 형성되어 상기 사용자의 상체를 지지하는 하부 지지대; 적어도 3개의 축으로 이루어지되, 상기 적어도 3개의 축에는 각 축에 가해지는 압력을 측정하는 압력 센서, 및 상기 각 축의 압력에 의한 충격을 완화하는 완충기가 각각 구비되는 리니어 조인트; 및 상기 압력 센서의 압력 측정 값을 이용하여 상기 사용자의 보행 상태를 분석하고, 상기 보행 상태의 분석 결과에 기초하여 상기 완충기의 승강 및 하강 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a walking assist robot including an upper support for supporting a portion of a user's arm to an armpit; A lower support disposed at a lower portion of the upper support and formed in a semicircle shape surrounding the upper body of the user to support the upper body of the user; A linear joint including at least three shafts, each of the at least three shafts being provided with a pressure sensor for measuring a pressure applied to each axis, and a shock absorber for relieving shock caused by pressure of each shaft; And a controller for analyzing the user's walking state using the pressure measurement value of the pressure sensor and controlling the lifting and lowering operation of the buffer based on the result of the analysis of the walking state.
Description
본 발명의 실시예들은 보행 보조 로봇 및 상기 보행 보조 로봇의 보행 보조 방법에 관한 것이다.Embodiments of the present invention relate to a walking assistance robot and a walking assistance method of the walking assistance robot.
최근 삶의 질 향상에 따라 고령자의 기대 수명이 높아지고 있고, 이에 따라 고령자의 기본적인 삶을 지원하는 기술이 화두가 되고 있다. 고령자는 신체 노령화로 65세 이후부터 급격하게 근력이 감소되며 그로 인해 크고 작은 질병을 앓게 된다. 그 중 하지 근력 저하는 보행 행위를 저해하는 요소이다.Recently, the life expectancy of the elderly people is increasing with the improvement of the quality of life, and the technology supporting the basic life of the elderly is becoming a hot topic. The elderly are rapidly aging after age 65 due to aging of the body, resulting in large and small diseases. Among them, lower leg strength is an obstacle to walking.
보행 행위를 지원하는 방법은 일반적으로 수동형 보행 보조 기구, 보행 보조차를 이용하여 고령자의 보행을 지원한다. 하지만 이러한 보조 기구들은 고령자가 보행에 필요한 힘과 별도로 보조 기구를 이동해야 하는 추가적인 힘에 의해 작동하게 된다. 따라서 이러한 보행 보조를 수월하게 하기 위한 보행 보조 로봇의 연구가 활발히 진행되고 있고 상용화 단계에 이르고 있다.Supporting walking is generally supported by the use of passive walking aids and walking aids. However, these aids are operated by the elderly with the additional force required to move the aids separately from the force required for walking. Therefore, the research of the walking assist robot for facilitating the walking assistance is progressing actively and it is reaching commercialization stage.
일반적으로, 보행 보조 로봇은 스스로 보행이 불편한 환자, 또는 하지 근력이 약한 노약자 등의 보행을 보조하고, 근력 증강 등을 통한 재활을 도울 수 있도록 사용되고 있으며, 이러한 용도로 사용되는 로봇은 사용자 하중을 로봇에 기댄 채로 로봇을 따라 보행하게 되므로 로봇의 손잡이를 붙잡을 수 있도록 큰 힘이 요구된다.Generally, the walking-assist robot is used to assist the walking of a person who is uncomfortable in walking on his or her own, or a weak person with low leg strength, and can help rehabilitation by strengthening muscles. So that a large force is required to hold the robot's handle.
이와 같이 보행 보조 로봇은 단순한 구조물로 이루어져, 지면 상황에 따라 이동이 불편하고, 환자의 넘어짐에 대응하지 못하며, 승하차 시의 어려운 문제를 지니고 있다.In this way, the walking-assist robot is made of a simple structure, inconvenient to move according to the ground situation, unable to cope with the fall of the patient, and has a difficult problem in getting on and off.
관련 선행기술로는 대한민국 공개특허공보 제10-2012-0126934호(발명의 명칭: 지능형 보행 보조 로봇, 공개일자: 2012년 11월 21일)가 있다.A related prior art is Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2012-0126934 (entitled "Intelligent Walking Assist Robot", published on November 21, 2012).
본 발명의 일 실시예는 사용자의 보행 상태를 분석하여 넘어짐 상황인 경우에 사용자를 넘어짐으로부터 보호할 수 있는 보행 보조 로봇 및 그 보행 보조 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a walking assistant robot and a walking assistance method thereof that can protect a user from falling over in the event of a falling condition by analyzing a user's walking state.
본 발명의 일 실시예는 사용자의 보행에 따른 운동량을 측정하여 제공할 수 있는 보행 보조 로봇 및 그 보행 보조 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a walking assist robot and a walking assistance method that can measure and provide a momentum according to a user's walking.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제(들)로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제(들)은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problem (s), and another problem (s) not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 실시예에 따른 보행 보조 로봇은 사용자의 가슴에서 겨드랑이까지의 부위를 지지하는 상부 지지대; 상기 상부 지지대의 하부에 배치되고, 상기 사용자의 상체 일부를 감싸는 반원 형태로 형성되어 상기 사용자의 상체를 지지하는 하부 지지대; 적어도 3개의 축으로 이루어지되, 상기 적어도 3개의 축에는 각 축에 가해지는 압력을 측정하는 압력 센서, 및 상기 각 축의 압력에 의한 충격을 완화하는 완충기가 각각 구비되는 리니어 조인트; 및 상기 압력 센서의 압력 측정 값을 이용하여 상기 사용자의 보행 상태를 분석하고, 상기 보행 상태의 분석 결과에 기초하여 상기 완충기의 승강 및 하강 동작을 제어하는 제어부를 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a walking assist robot including: an upper support for supporting a portion from a user's chest to an armpit; A lower support disposed at a lower portion of the upper support and formed in a semicircle shape surrounding the upper body of the user to support the upper body of the user; A linear joint including at least three shafts, each of the at least three shafts being provided with a pressure sensor for measuring a pressure applied to each axis, and a shock absorber for relieving shock caused by pressure of each shaft; And a controller for analyzing the user's walking state using the pressure measurement value of the pressure sensor and controlling the lifting and lowering operation of the buffer based on the result of the analysis of the walking state.
상기 제어부는 상기 적어도 3개의 축 중 어느 하나의 압력 측정 값이 다른 축들의 압력 측정 값들에 비해 상대적으로 미리 설정된 압력 값 이상으로 작은 경우, 상기 사용자의 보행 상태를 넘어짐 상태로 판단할 수 있다.The controller may determine that the user's walking state is in a falling state when the pressure measurement value of any one of the at least three axes is smaller than a predetermined pressure value relative to the pressure measurement values of the other axes.
상기 제어부는 자이로 센서를 이용하여 정 자세를 기준으로 현재 자세에 대한 각도 변위 정보를 획득하고, 상기 각도 변위 정보 및 상기 압력 센서의 압력 측정 값을 HMM(Hidden Markov Model)에 적용하여 상기 사용자의 보행 상태를 분석함으로써 상기 사용자가 정상 보행 상태인지 넘어짐 상태인지를 판단할 수 있다.The control unit obtains angular displacement information on the current posture with reference to the forward posture using a gyro sensor, applies the angular displacement information and the pressure measurement value of the pressure sensor to a HMM (Hidden Markov Model) By analyzing the state, it is possible to determine whether the user is in a normal walking state or a falling state.
본 발명의 일 실시예에 따른 보행 보조 로봇은 상기 상부 지지대와 상기 하부 지지대 사이에 연결 배치되어 승강 및 하강 동작하는 리프팅부를 더 포함할 수 있다.The walking assist robot according to an embodiment of the present invention may further include a lifting part connected to the upper support and the lower support to move up and down.
상기 리프팅부는 상기 보행 상태의 분석 결과 상기 사용자가 넘어짐 상태인 경우, 일정 높이까지 승강 동작한 후 정지하여 상기 사용자의 넘어짐을 방지할 수 있다.The lifting unit may stop the user from falling when the user is in a falling state as a result of the analysis of the walking state,
상기 리프팅부는 전동 모터, 및 상기 전동 모터에 연결되어 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 볼스크류(ball screw)를 포함하는 1축 액추에이터일 수 있다.The lifting unit may be an electric motor and a uniaxial actuator connected to the electric motor and including a ball screw for converting rotational motion into linear motion.
본 발명의 일 실시예에 따른 보행 보조 로봇은 상기 리니어 조인트의 각 축 하단에 설치되는 구형 휠을 더 포함하고, 상기 구형 휠은 상기 보행 상태의 분석 결과 상기 사용자가 넘어짐 상태인 경우, 휠 브레이크를 작동하여 상기 사용자의 넘어짐을 방지할 수 있다.The walking assist robot according to an embodiment of the present invention may further include a spherical wheel installed at the lower end of each axis of the linear joint, and when the user is in a falling state as a result of the analysis of the walking state, It is possible to prevent the user from falling down.
상기 구형 휠은 상기 보행 상태의 분석 결과 상기 사용자가 넘어짐 상태인 경우, 상기 리니어 조인트의 해당 축에 발생한 압력을 전달받아 해당 휠 브레이크를 작동하여 상기 사용자의 넘어짐을 방지할 수 있다.The spherical wheel may receive a pressure generated on a corresponding axis of the linear joint when the user is tilted as a result of the analysis of the gait state to operate the wheel brake to prevent the user from falling.
상기 리니어 조인트는 하단의 볼 조인트를 통해 축 지지부와 체결되어 각 축에 360도 자유도를 지원할 수 있다.The linear joint is fastened to the shaft support via a ball joint at the lower end, and can support 360 degrees of freedom in each axis.
상기 리니어 조인트는 6개의 축으로 이루어지되, 상기 6개의 축 중 적어도 하나에는 상기 압력 센서 및 상기 완충기가 구비될 수 있다. 상기 완충기는 패시브 스프링 댐퍼(Passive Spring Damper)를 포함할 수 있다.The linear joint includes six shafts, and at least one of the six shafts may include the pressure sensor and the shock absorber. The shock absorber may include a passive spring damper.
상기 제어부는 상기 압력 센서의 압력 측정 값을 이용하여 시간에 따른 압력 패턴을 분석하고, 상기 압력 패턴의 분석 결과에 기초하여 상기 사용자의 운동량을 측정할 수 있다.The controller may analyze the pressure pattern over time using the pressure measurement value of the pressure sensor, and measure the user's amount of exercise based on the analysis result of the pressure pattern.
상기 제어부는 상기 보행 보조 로봇 내부에 내장 설치되거나, 상기 상부 지지대에 휴대용 단말기 형태로 탈부착 가능하게 설치될 수 있다.The control unit may be installed inside the walking-assist robot or may be detachably mounted on the upper support in the form of a portable terminal.
본 발명의 일 실시예에 따른 보행 보조 로봇의 보행 보조 방법은 압력 센서를 이용하여 상기 보행 보조 로봇의 각 축에 가해지는 압력을 측정하는 단계; 상기 압력 센서의 압력 측정 값을 이용하여 사용자의 보행 상태를 분석하는 단계; 및 상기 보행 상태의 분석 결과에 기초하여 상기 보행 보조 로봇의 각 축에 구비된 완충기의 승강 및 하강 동작을 제어하는 단계를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a walking assistant method for a walking assistant robot, comprising: measuring a pressure applied to each axis of the walking assistant robot using a pressure sensor; Analyzing a user's walking state using a pressure measurement value of the pressure sensor; And controlling the lifting and lowering operation of the buffer provided on each axis of the walking-assist robot based on the analysis result of the walking state.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 첨부 도면들에 포함되어 있다.The details of other embodiments are included in the detailed description and the accompanying drawings.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 사용자의 보행 상태를 분석하여 사용자의 넘어짐 상황을 인식하고, 넘어짐 상황에 발생하는 압력을 통해 자동적으로 반응하는 유압식 자동 제어 장치를 구동함으로써 리니어 조인트의 각 축에 구비된 완충기의 승강 및 하강 동작을 제어하여 사용자의 넘어짐을 방지할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a user is allowed to recognize a falling condition by analyzing a user's walking condition, and by driving a hydraulic automatic control device that automatically reacts through a pressure generated in a falling condition, The lifting and lowering operation of the shock absorber can be controlled to prevent the user from falling over.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유압식 자동 제어 장치를 구동함으로써 전동 모터로 구동되는 볼 스크류 구조의 1축 액추에이터를 통한 리프팅 기능을 통해 리프팅부의 승강 및 하강 동작을 제어하여 사용자를 넘어짐에서 보호할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the lifting function of the lifting unit is controlled by a single-shaft actuator of a ballscrew structure driven by an electric motor by driving the hydraulic automatic control device to protect the user from falling down .
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유압식 자동 제어 장치를 구동함으로써 구형 휠의 제동을 제어하여 보행 보조 로봇의 보행 동작을 정지시킴으로써 사용자를 넘어짐에서 보호할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the braking operation of the spherical wheel is controlled by driving the hydraulic automatic control device to stop the walking operation of the walking-assist robot, thereby protecting the user from falling.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 자이로 센서 신호를 이용하여 보행자의 넘어짐 상황을 인지함으로써 사용자의 넘어짐을 방지하기 위한 보행 동작을 제어할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a gait sensor signal can be used to detect a falling condition of a pedestrian, thereby controlling a walking operation for preventing a user from falling over.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 리니어 조인트의 각 축에 장착된 압력 센서를 통해 환자의 보행 보조 로봇 지지 정도를 측정하여 환자의 정확한 운동량을 측정하여 제공할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the degree of support of the patient's walking-assist robot can be measured through the pressure sensor mounted on each axis of the linear joint, and the accurate exercise amount of the patient can be measured and provided.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 보조 로봇의 사시도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 보조 로봇의 평면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 있어서 사용자의 보행 상황에 따른 보행 보조 로봇의 사용 상태를 도시한 도면이다.
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 있어서 보행 보조 로봇의 사용 상태에 따른 리프팅부, 리니어 조인트 및 구형 휠의 구성을 설명하기 위해 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 보조 로봇의 보행 보조 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 보조 로봇의 경사로 보행 동작의 일례를 도시한 도면이다.1A is a perspective view of a walking-assistance robot according to an embodiment of the present invention.
1B is a plan view of a walking-assistance robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2A is a diagram illustrating a use state of a walking-assistance robot according to a user's walking situation in an embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 2B is a view illustrating a configuration of a lifting unit, a linear joint, and a spherical wheel according to a use state of the walking-assist robot in an embodiment of the present invention. FIG.
3 is a flowchart illustrating a walking assistance method of a walking-assistance robot according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 and FIG. 5 are views showing an example of an inclined walking operation of the walking-assist robot according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 이점 및/또는 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and / or features of the present invention, and how to accomplish them, will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 보조 로봇의 사시도이고, 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 보조 로봇의 평면도이다.1A is a perspective view of a walking assistant robot according to an embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a plan view of a walking assistant robot according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 보조 로봇(100)은 상부 지지대(110), 하부 지지대(120), 리프팅부(130), 리니어 조인트(140), 축 지지부(145), 제어부(150), 휴대용 단말기(160), 및 구형 휠(170)을 포함할 수 있다.1, the walking-
상기 상부 지지대(110)는 사용자(환자)의 가슴에서 겨드랑이까지의 부위를 지지하는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 상부 지지대(110)는 라운딩 형태로 길게 구부러져 형성될 수 있다.The
또한, 상기 상부 지지대(110)는 상기 보행 보조 로봇(100)의 최상부에 배치될 수 있으며, 후술하는 상기 리프팅부(130)의 승하강 동작에 의해 그 높이가 조절될 수 있다.Further, the
상기 하부 지지대(120)는 상기 상부 지지대(110)의 하부에 배치되고, 상기 사용자의 상체 일부를 감싸는 반원 형태로 형성되어 상기 사용자의 상체를 지지하는 역할을 한다.The
상기 하부 지지대(120)는 상기 상부 지지대(110)에 그 일단이 연결되는 리프팅부(130)의 타단에 연결될 수 있다. 상기 하부 지지대(120)는 상기 리프팅부(130)를 통해 상기 상부 지지대(110)와 수직 방향으로 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다.The
이러한 구조에 따라, 상기 하부 지지대(120)는 상기 리프팅부(130)를 통해 상기 상부 지지대(110)를 지지할 수 있으며, 이로써 상기 사용자의 상체를 지지함과 동시에, 상기 상부 지지대(110)를 통해 상기 사용자의 가슴에서 겨드랑이까지의 부위를 지지하도록 할 수 있다.In accordance with this structure, the
한편, 상기 하부 지지대(120)에는 손잡이(122)가 구비될 수 있다. 상기 손잡이(122)는 상기 사용자로 하여금 보다 안정적으로 보행을 할 수 있도록 도움을 줄 수 있다. 상기 손잡이(122)는 스펀지나 고무 등과 같은 부드러운 재질로 형성될 수 있다.Meanwhile, the
상기 리프팅부(130)는 상기 상부 지지대(110)와 상기 하부 지지대(120) 사이에 연결 배치되어 승강 및 하강 동작할 수 있다. 즉, 상기 리프팅부(130)는 그 상단이 상기 상부 지지대(110)와 연결되고, 그 하단이 상기 하부 지지대(120)와 연결 배치되어 승강 및 하강 동작함으로써, 상기 사용자의 상체를 지지한 상태에서 위아래로 이동시킬 수 있다.The
상기 리프팅부(130)에는 상기 사용자의 상체와 맞닿는 부분에 상체를 보호하면서 몸 전체를 감싸도록 하는 보호대(132)가 구비될 수 있다. 상기 보호대(132)는 상기 사용자의 몸 전체를 감쌀 수 있도록 추가 장비인 벨트와 체결될 수 있다. 이때, 상기 벨트는 벨크로와 같은 형태로 상기 상기 보호대(132)에 탈부착될 수 있다. 이로써, 상기 보호대(132)는 상기 사용자의 몸 전체를 감싸면서 고정시킬 수 있다.The
상기 리프팅부(130)는 상기 사용자의 보행 상태의 분석 결과에 따라 승강 및 하강 동작을 하여 상기 사용자의 넘어짐을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 보행 상태의 분석 결과 상기 사용자가 넘어짐 상태인 경우, 상기 리프팅부(130)는 일정 높이까지 승강 동작한 후 정지함으로써 상기 사용자의 넘어짐을 방지할 수 있다.The
여기서, 상기 보행 상태의 분석 결과는 후술하는 상기 제어부(150)에 의해 출력될 수 있으며, 상기 리프팅부(130)는 상기 보행 상태의 분석 결과에 기초하여 승강 또는 하강 동작을 할 수 있다.Here, the analysis result of the gait state may be output by the
이를 위해, 상기 리프팅부(130)는 도면에는 도시되지 않았지만 전동 모터, 및 상기 전동 모터에 연결되어 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 볼스크류(ball screw)를 포함하는 1축 액추에이터로 구현될 수 있다. 리프팅부(130)의 구성에 대한 보다 상세한 설명은 도 2b를 참조하여 후술한다. To this end, the
상기 리프팅부(130)는 상기 사용자가 넘어짐 상태일 때뿐만 아니라 사용자가 일상 생활에서 일어나거나 앉을 때를 위해 사용될 수도 있다. 예를 들면, 상기 리프팅부(130)는 상기 사용자가 화장실을 이용할 때 변기에 앉거나 일어날 수 있도록 승강 및 하강 동작하여 상기 사용자의 일상 생활에게도 큰 도움을 줄 수 있다.The lifting
상기 리니어 조인트(140)는 6개의 축으로 이루어져 상기 보행 보조 로봇(100)의 균형을 유지할 수 있다. The linear joint 140 is composed of six shafts and can balance the walking-
상기 리니어 조인트(140)는 지면이 경사진 내리막길이나 오르막길과 같은 경사로에서 도 4(내리막 길의 경우) 및 도 5(오르막 길의 경우)에 도시된 바와 같이, 상기 보행 보조 로봇(100)의 균형을 유지할 수 있도록 해준다. As shown in Fig. 4 (downhill road) and Fig. 5 (uphill road) at the inclined road such as an inclined downhill road or an uphill road, the linear joint 140 is provided on the side of the walking- It helps to maintain balance.
또한, 상기 리니어 조인트(140)는 도면에는 도시되지 않았지만 상기 6개의 각 축에 가해지는 압력을 측정하는 압력 센서, 및 상기 각 축의 압력에 의한 충격을 완화하는 완충기를 각각 구비할 수 있다. 리니어 조인트(140)의 구성에 대한 보다 상세한 설명은 도 2b를 참조하여 후술한다.The linear joint 140 may include a pressure sensor for measuring the pressure applied to each of the six shafts, and a shock absorber for relieving the shock caused by the pressure of the shafts. A more detailed description of the configuration of the linear joint 140 will be given later with reference to Fig. 2B.
한편, 본 실시예에서는 상기 리니어 조인트(140)가 6개의 축으로 이루어져 있는 것으로 구현되어 있지만, 이에 한정되지 않고 각 축이 3개 이상으로 이루어져 구현될 수도 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 리니어 조인트(140)는 스튜어트 플랫폼 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.In the present embodiment, the linear joint 140 is configured to have six axes. However, the present invention is not limited to this, and may be realized by three or more axes. In addition, the linear joint 140 according to an embodiment of the present invention may have a Stuart platform structure, but is not limited thereto.
상기 리니어 조인트(140)는 하단의 볼 조인트(142)를 통해 상기 축 지지부(145)와 체결되어 각 축에 360도 자유도를 지원할 수 있다. 이때, 상기 사용자의 하중에 따라 상기 리이어 조인트(140)의 각 축에는 압력이 발생하는데, 상기 압력 센서는 상기 각 축에 발생된 압력을 측정하여 후술하는 상기 제어부(150)에 전달한다.The linear joint 140 is coupled to the
여기서, 상기 축 지지부(145)는 상기 하부 지지대(120)와 동일 또는 유사한 모양으로 형성될 수 있다. 즉, 도면에 도시된 바와 같이, 상기 축 지지부(145)는 사용자의 출입을 위해 일부가 연결되지 않고 개방된 형태의 원 모양으로 형성될 수 있다.Here, the
상기 축 지지부(145)에는 앞서 설명한 리니어 조인트(140)의 각 축이 일정 간격 이격되어 상기 볼 조인트(142)를 통해 체결된 상태로 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 리니어 조인트(140)의 축이 6개이므로, 상기 축 지지부(145)의 중심을 기준으로 각 축이 상기 축 지지부(145) 상에 60도 간격으로 배치될 수 있다. 하지만, 이에 한정되지 않고 상기 리니어 조인트(140)의 6축이 360도의 자유도를 가질 수 있는 배치 구조라면 그 밖에 다양한 실시도 가능하다.The axes of the
상기 제어부(150)는 상기 리니어 조인트(140)의 각 축에 구비된 상기 압력 센서의 압력 측정 값을 이용하여 상기 사용자의 보행 상태를 분석하고, 상기 보행 상태의 분석 결과에 기초하여 상기 리니어 조인트(140)의 각 축에 구비된 상기 완충기의 승강 및 하강 동작을 제어한다.The
예컨대, 상기 제어부(150)는 상기 리니어 조인트(140)의 각 축 중 어느 하나의 압력 측정 값이 다른 축들의 압력 측정 값들에 비해 상대적으로 미리 설정된 압력 값 이상으로 작은 경우, 상기 사용자의 보행 상태를 넘어짐 상태로 판단할 수 있다. 이에 따라, 상기 제어부(150)는 상기 리니어 조인트(140)의 해당 축에 구비된 완충기의 동작 제어를 통해 상기 리니어 조인트(140)의 해당 축을 승강시킴으로써, 상기 사용자가 보행 시 넘어지는 것을 방지할 수 있다.For example, when the pressure measurement value of any one of the axes of the linear joint 140 is smaller than a predetermined pressure value relative to the pressure measurement values of the other axes, the
또한, 상기 제어부(150)는 자이로 센서를 이용하여 정 자세를 기준으로 현재 자세에 대한 각도 변위 정보를 획득하고, 상기 각도 변위 정보 및 상기 압력 센서의 압력 측정 값을 HMM(Hidden Markov Model)에 적용하여 상기 사용자의 보행 상태를 분석함으로써 상기 사용자가 정상 보행 상태인지 넘어짐 상태인지를 판단할 수 있다. 이때, 상기 제어부(150)는 상기 사용자의 넘어짐 방향을 인지하여 그에 해당하는 리니어 조인트(140)의 축에 구비된 완충기의 동작을 제어할 수 있으며, 이를 통해 상기 리니어 조인트(140)의 해당 축을 승강시킴으로써 상기 사용자의 넘어짐을 방지할 수 있다.In addition, the
한편, 상기 제어부(150)는 상기 리니어 조인트(140)의 각 축에 구비된 상기 압력 센서의 압력 측정 값을 이용하여 시간에 따른 압력 패턴을 분석하고, 상기 압력 패턴의 분석 결과에 기초하여 상기 사용자의 운동량을 측정할 수 있다.Meanwhile, the
이를 위해, 상기 제어부(150)는 시간에 따른 압력 패턴별로 그에 매칭되는 운동량을 기록한 데이터베이스를 내부 메모리에 저장하고, 상기 데이터베이스를 참조하여 상기 압력 센서의 압력 측정 값에 따른 운동량을 측정할 수 있다. 상기 제어부(150)는 상기 운동량의 측정 결과를 후술하는 상기 휴대용 단말기(160)에 전달할 수 있다.For this, the
상기 제어부(150)는 상기 보행 보조 로봇(100) 내부에 내장 설치될 수 있으며, 또 달리 상기 상부 지지대(110)에 휴대용 단말기 형태로 탈부착 가능하게 설치될 수 있다. 즉, 상기 제어부(150)는 후술하는 상기 휴대용 단말기(160)에 탑재될 수 있다.The
상기 휴대용 단말기(160)는 상기 제어부(150)로부터 전달받은 상기 운동량의 측정 결과를 화면에 표시할 수 있다. 따라서, 상기 사용자는 상기 휴대용 단말기(160)에 표시된 자신의 운동량 측정 결과를 확인할 수 있다. 이를 통해, 상기 사용자는 운동량을 조절해 가면서 보행을 할 수 있다.The
또한, 상기 휴대용 단말기(160)는 상기 운동량의 측정 결과(운동량 정보)뿐만 아니라, 상기 사용자인 환자가 입원한 병동에 관한 상세 정보를 화면에 표시하여 제공할 수 있다.In addition, the
상기 구형 휠(170)은 상기 리니어 조인트(140)의 각 축 하단에 설치되어 상기 보행 보조 로봇(100)을 이동시킬 수 있다. 구체적으로, 상기 구형 휠(170)은 상기 리니어 조인트(140)의 각 축 하단에 체결되는 상기 축 지지부(145)의 하부에 설치될 수 있으며, 이를 통해 상기 사용자가 보행하는 방향으로 이동성을 제공할 수 있다.The
상기 구형 휠(170)은 휠 브레이크를 구비할 수 있으며, 상기 제어부(150)에 의해 상기 사용자의 보행 상태가 넘어짐 상태인 것으로 판단된 경우, 상기 휠 브레이크를 작동하여 상기 사용자의 넘어짐을 방지할 수 있다.The
이때, 상기 구형 휠(170)은 상기 리니어 조인트(140)의 해당 축(넘어짐 방향에 대응하여 압력이 발생한 축)에 발생한 압력을 전달받고, 상기 압력이 발생된 축에 해당하는 휠 브레이크를 작동하여 상기 사용자의 넘어짐을 방지할 수 있다.At this time, the
다시 말해, 상기 구형 휠(170)은 상기 사용자의 넘어짐에 의해 압력이 해당 축에 실리면 압력 브레이크(pressure brake) 등을 통해 자동적으로 상기 휠 브레이크를 작동하여 상기 사용자의 안정성을 확보할 수 있다.In other words, when the pressure of the
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 있어서 사용자의 보행 상황에 따른 보행 보조 로봇의 사용 상태를 도시한 도면이다. 도 1 및 도 2a 를 참조하면, 상기 보행 보조 로봇(100)은 사용자의 보행 시 상기 휴대용 단말기(160)에 탑재된 자이로 센서의 출력 신호(Tablet PC 자이로 센서 신호) 및 상기 리니어 조인트(140)에 설치된 압력 센서의 출력 신호(스튜어트 플랫폼 6축 장력 센서 신호)의 분석을 통한 보행 상태 분석 및 운동량 측정을 수행한다(210).FIG. 2A is a diagram illustrating a use state of a walking-assistance robot according to a user's walking situation in an embodiment of the present invention. FIG. Referring to FIGS. 1 and 2A, the walking-
이때, 상기 보행 보조 로봇(100)은 상기 자이로 센서 및 압력 센서의 출력 신호를 보행자의 Hidden Markov Model(HMM)에 적용하여 보행 상태가 자연 보행인지, 비정상 보행인지, 넘어짐 상황인지를 분석할 수 있다(220).At this time, the walking-
상기 보행 상태의 분석 결과, 상기 보행 상태가 넘어짐 상황인 경우, 상기 보행 보조 로봇(100)은 상기 리프팅부(130)의 1축 모터(전동 모터 및 1축 액추에이터)를 이용하여 상기 리프팅부(130)를 승강 동작시킴으로써 환자를 부축하여 상기 사용자의 넘어짐을 방지할 수 있다(230).The walking
또한, 상기 보행 보조 로봇(100)은 상기 압력 센서의 출력 신호에 따른 유압식 브레이크의 자동 제동을 통해 구형 휠(170)의 휠 브레이크를 구동시킴으로써 상기 사용자의 넘어짐을 방지할 수 있다(230).In addition, the walking-
한편, 상기 보행 보조 로봇(100)은 상기 사용자의 보행 상태(자연/비정상 보행)에 따라 상기 리프팅부(130)의 1축 모터를 제어하여 환자 보행을 보조할 수 있다. 또한, 상기 보행 보조 로봇(100)은 상기 사용자의 승/하차 시 상기 리프팅부(130)의 1축 모터를 제어하여 상기 사용자의 승/하차를 보조할 수 있다(240).Meanwhile, the walking-
상기와 같은 일반 보행 상황(자연/비정상 보행 및 승/하차 보조)일 경우, 상기 보행 보조 로봇(100)은 상기 리니어 조인트(140)의 6축 압력은 비제동 상태일 수 있다. 즉, 상기 보행 보조 로봇은 상기 일반 보행 상황일 때 상기 리니어 조인트(140)의 6축의 압력 신호와는 상관 없이 상기 구형 휠(170)의 휠 브레이크를 구동시키지 않음으로써 상기 구형 휠(170)의 비제동 상태를 유지할 수 있다(240).In the case of the above general walking situation (natural / abnormal walking and wing / getting off assistance), the six-axis pressure of the linear joint 140 may be in a non-braking state. That is, the walking-assist robot does not drive the wheel brake of the
도 2b는 본 발명의 일 실시예에 있어서 보행 보조 로봇의 사용 상태에 따른 리프팅부, 리니어 조인트 및 구형 휠의 구성을 설명하기 위해 도시한 도면이다.FIG. 2B is a view illustrating a configuration of a lifting unit, a linear joint, and a spherical wheel according to a use state of the walking-assist robot in an embodiment of the present invention. FIG.
도 2b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 리프팅부(130)는 전동 모터를 포함하며 볼 스쿠류(Ball & Screw) 구조를 가지게 되는데, 전동 모터를 통해 승하차/넘어짐 상황에서 환자를 받쳐 올리기 위한 동력을 생성하게 되고, 볼 스크류 구조를 가짐으로써 전동 모터의 회전 동력을 직선 동력으로 전환할 수 있게 된다. Referring to FIG. 2B, the
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 리니어 조인트(140)는 완충기로서 패시브 스프링 댐퍼(Passive Spring & Damper) 구조를 가지고, 압력 센서를 더 포함할 수 잇다. 이때, 패시브 스프링 댐퍼를 통해 상기 리니어 조인트(140)는 사용자의 하중이 가해짐에 따라 내려가고 그 하중이 제거됨에 따라 올라오게 되고, 이를 통해 부드러운 동작과 안정성을 동시에 구현할 수 있게 되고, 압력 센서는 리니어 조인트(140)에 가해지는 압력을 측정하여 제어부(150)에 전달함으로써 환자의 운동량을 계측할 수 있게 해준다. 만일, 리니어 조인트(140)가 스튜어트 플랫폼 구조라면 압력 센서는 스튜어트 플랫폼의 6축 각각에서의 압력을 측정하여 제어부(150)에 전달하게 된다. 다만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 리니어 조인트(140)는 스튜어트 플랫폼 구조를 가지지 않을 수도 있고, 압력 센서 및 완충기는 상기 리니어 조인트(140)의 6개의 축 중에서 일부에만 구비될 수도 있고, 6개의 축 모두에 구비될 수도 있다. In addition, the linear joint 140 according to an embodiment of the present invention may have a passive spring damper structure as a shock absorber, and may further include a pressure sensor. At this time, the linear joint 140 is lowered as the load of the user is applied through the passive spring damper, and the load is lifted as the load is removed. Accordingly, smooth operation and stability can be realized at the same time, The pressure applied to the linear joint 140 is measured and transmitted to the
한편, 구형 휠(170)은 리니어 조인트(140)의 해당 축(넘어짐 방향에 대응하여 압력이 발생한 축)에 발생한 압력을 전달받고, 상기 압력이 발생된 축에 해당하는 휠 브레이크를 자동으로 작동하여 상기 사용자의 넘어짐을 방지하게 되는데, 유압식 또는 전자식으로 구성될 수 있다. On the other hand, the
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 보행 보조 로봇의 보행 보조 방법을 설명하기 위해 도시한 흐름도이다.3 is a flowchart illustrating a walking assistance method of a walking-assistance robot according to an embodiment of the present invention.
도 1 및 도 3을 참조하면, 단계(310)에서는 압력 센서를 이용하여 상기 보행 보조 로봇(100)의 각 축에 가해지는 압력을 측정한다.Referring to FIGS. 1 and 3, in
여기서, 상기 압력 센서는 상기 보행 보조 로봇(100)의 리니어 조인트(140)를 이루는 6개의 각 축에 가해지는 압력을 측정하여 출력할 수 있다.Here, the pressure sensor can measure and output the pressure applied to each of six axes of the
다음으로, 단계(320)에서는 상기 압력 센서의 압력 측정 값을 이용하여 사용자의 보행 상태를 분석한다.Next, in
다음으로, 단계(330)에서는 상기 보행 상태의 분석 결과에 기초하여 상기 보행 보조 로봇(100)의 각 축에 구비된 완충기의 승강 및 하강 동작을 제어한다.Next, in
예컨대, 상기 보행 보조 로봇(100)의 제어부(150)는 상기 리니어 조인트(140)의 각 축 중 어느 하나의 압력 측정 값이 다른 축들의 압력 측정 값들에 비해 상대적으로 미리 설정된 압력 값 이상으로 작은 경우, 상기 사용자의 보행 상태를 넘어짐 상태로 판단할 수 있다. 이에 따라, 상기 제어부(150)는 상기 리니어 조인트(140)의 해당 축에 구비된 완충기의 동작 제어를 통해 상기 리니어 조인트(140)의 해당 축을 승강시킴으로써, 상기 사용자가 보행 시 넘어지는 것을 방지할 수 있다.For example, when the pressure measurement value of one of the axes of the linear joint 140 is smaller than a preset pressure value relative to the pressure measurement values of the other axes, the
또한, 상기 제어부(150)는 자이로 센서를 이용하여 정 자세를 기준으로 현재 자세에 대한 각도 변위 정보를 획득하고, 상기 각도 변위 정보 및 상기 압력 센서의 압력 측정 값을 HMM(Hidden Markov Model)에 적용하여 상기 사용자의 보행 상태를 분석함으로써 상기 사용자가 정상 보행 상태인지 넘어짐 상태인지를 판단할 수 있다. 이때, 상기 제어부(150)는 상기 사용자의 넘어짐 방향을 인지하여 그에 해당하는 리니어 조인트(140)의 축에 구비된 완충기의 동작을 제어할 수 있으며, 이를 통해 상기 리니어 조인트(140)의 해당 축을 승강시킴으로써 상기 사용자의 넘어짐을 방지할 수 있다.In addition, the
한편, 상기 제어부(150)는 상기 리니어 조인트(140)의 각 축에 구비된 상기 압력 센서의 압력 측정 값을 이용하여 시간에 따른 압력 패턴을 분석하고, 상기 압력 패턴의 분석 결과에 기초하여 상기 사용자의 운동량을 측정할 수 있다.Meanwhile, the
본 발명의 실시예들은 다양한 컴퓨터로 구현되는 동작을 수행하기 위한 프로그램 명령을 포함하는 컴퓨터 판독 가능 매체를 포함한다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 로컬 데이터 파일, 로컬 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크와 같은 자기-광 매체, 및 롬, 램, 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다.Embodiments of the present invention include computer readable media including program instructions for performing various computer implemented operations. The computer-readable medium may include program instructions, local data files, local data structures, etc., alone or in combination. The media may be those specially designed and constructed for the present invention or may be those known to those skilled in the computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape, optical recording media such as CD-ROMs and DVDs, magneto-optical media such as floppy disks, and ROMs, And hardware devices specifically configured to store and execute the same program instructions. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
지금까지 본 발명에 따른 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 특허 청구의 범위뿐 아니라 이 특허 청구의 범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.While the present invention has been described in connection with what is presently considered to be practical exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments. Therefore, the scope of the present invention should not be limited to the described embodiments, but should be determined by the scope of the appended claims and equivalents thereof.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, Modification is possible. Accordingly, the spirit of the present invention should be understood only by the appended claims, and all equivalent or equivalent variations thereof are included in the scope of the present invention.
110: 상부 지지대
120: 하부 지지대
122: 손잡이
130: 리프팅부
132: 보호대
140: 리니어 조인트
142: 볼 조인트
145: 축 지지부
150: 제어부
160: 휴대용 단말기
170: 구형 휠110: upper support
120: lower support
122: Handle
130: lifting part
132: Protector
140: Linear joint
142: ball joint
145:
150:
160: Portable terminal
170: spherical wheel
Claims (13)
상기 상부 지지대의 하부에 배치되고, 상기 사용자의 상체 일부를 감싸는 반원 형태로 형성되어 상기 사용자의 상체를 지지하는 하부 지지대;
적어도 3개의 축으로 이루어지되, 상기 적어도 3개의 축에는 각 축에 가해지는 압력을 측정하는 압력 센서, 및 상기 각 축의 압력에 의한 충격을 완화하는 완충기가 각각 구비되는 리니어 조인트; 및
상기 압력 센서의 압력 측정 값을 이용하여 상기 사용자의 보행 상태를 분석하고, 상기 보행 상태의 분석 결과에 기초하여 상기 완충기의 승강 및 하강 동작을 제어하는 제어부
를 포함하고,
상기 제어부는
상기 적어도 3개의 축 중 어느 하나의 압력 측정 값이 다른 축들의 압력 측정 값들에 비해 상대적으로 미리 설정된 압력 값 이상으로 작은 경우, 상기 사용자의 보행 상태를 넘어짐 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 로봇.
An upper support for supporting a portion of the user's arm to the armpit;
A lower support disposed at a lower portion of the upper support and formed in a semicircle shape surrounding the upper body of the user to support the upper body of the user;
A linear joint including at least three shafts, each of the at least three shafts being provided with a pressure sensor for measuring a pressure applied to each axis, and a shock absorber for relieving shock caused by pressure of each shaft; And
A controller for analyzing the walking state of the user by using the pressure measurement value of the pressure sensor and controlling the lifting and lowering operation of the buffer based on the result of the analysis of the walking state,
Lt; / RTI >
The control unit
Wherein the controller determines that the walking state of the user is in a falling state when the pressure measurement value of any one of the at least three axes is smaller than a predetermined pressure value relative to the pressure measurement values of the other axes, .
상기 제어부는
자이로 센서를 이용하여 정 자세를 기준으로 현재 자세에 대한 각도 변위 정보를 획득하고, 상기 각도 변위 정보 및 상기 압력 센서의 압력 측정 값을 HMM(Hidden Markov Model)에 적용하여 상기 사용자의 보행 상태를 분석함으로써 상기 사용자가 정상 보행 상태인지 넘어짐 상태인지를 판단하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 로봇.
The method according to claim 1,
The control unit
The angular displacement information on the current posture is obtained on the basis of the static attitude using the gyro sensor, and the angular displacement information and the pressure measurement value of the pressure sensor are applied to the HMM (Hidden Markov Model) Thereby determining whether the user is in a normal walking state or a falling state.
상기 상부 지지대와 상기 하부 지지대 사이에 연결 배치되어 승강 및 하강 동작하는 리프팅부
를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 로봇.
The method according to claim 1,
And a lifting and lowering part connected to the upper support and the lower support,
Further comprising: a walking assistant robot (10)
상기 리프팅부는
상기 보행 상태의 분석 결과 상기 사용자가 넘어짐 상태인 경우, 일정 높이까지 승강 동작한 후 정지하여 상기 사용자의 넘어짐을 방지하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 로봇.
5. The method of claim 4,
The lifting portion
Wherein when the user is in a falling state as a result of the analysis of the walking state, the walking assist robot stops the user from falling down to a predetermined height and then stops the user.
상기 리프팅부는
전동 모터, 및 상기 전동 모터에 연결되어 회전 운동을 직선 운동으로 변환하는 볼스크류(ball screw)를 포함하는 1축 액추에이터인 것을 특징으로 하는 보행 보조 로봇.
5. The method of claim 4,
The lifting portion
Wherein the actuator is a single-axis actuator including an electric motor, and a ball screw connected to the electric motor and converting a rotational motion into a linear motion.
상기 리니어 조인트의 각 축 하단에 설치되는 구형 휠
을 더 포함하고,
상기 구형 휠은
상기 보행 상태의 분석 결과 상기 사용자가 넘어짐 상태인 경우, 휠 브레이크를 작동하여 상기 사용자의 넘어짐을 방지하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 로봇.
The method according to claim 1,
And a spherical wheel provided at a lower end of each axis of the linear joint
Further comprising:
The spherical wheel
Wherein when the user is in a falling state as a result of the analysis of the walking state, the wheel brake is operated to prevent the user from falling down.
상기 리니어 조인트는
하단의 볼 조인트를 통해 축 지지부와 체결되어 각 축에 360도 자유도를 지원하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 로봇.
The method according to claim 1,
The linear joint
Wherein the support shaft is coupled to the shaft support via a ball joint at the lower end to support 360 degrees of freedom in each axis.
상기 리니어 조인트는
6개의 축으로 이루어지되, 상기 6개의 축 중 적어도 하나에는 상기 압력 센서 및 상기 완충기가 구비되는 것을 특징으로 하는 보행 보조 로봇.
The method according to claim 1,
The linear joint
Wherein at least one of the six shafts is provided with the pressure sensor and the shock absorber.
상기 완충기는
패시브 스프링 댐퍼(Passive Spring Damper)를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 로봇.
10. The method of claim 9,
The buffer
And a passive spring damper.
상기 제어부는
상기 압력 센서의 압력 측정 값을 이용하여 시간에 따른 압력 패턴을 분석하고, 상기 압력 패턴의 분석 결과에 기초하여 상기 사용자의 운동량을 측정하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 로봇.
The method according to claim 1,
The control unit
Wherein the controller analyzes the pressure pattern over time using the pressure measurement value of the pressure sensor and measures the user's momentum based on the analysis result of the pressure pattern.
상기 제어부는
상기 보행 보조 로봇 내부에 내장 설치되거나, 상기 상부 지지대에 휴대용 단말기 형태로 탈부착 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 보행 보조 로봇.
The method according to claim 1,
The control unit
Wherein the walking assist robot is installed inside the walking assist robot or is detachably mounted on the upper support in the form of a portable terminal.
압력 센서를 이용하여 상기 보행 보조 로봇의 각 축에 가해지는 압력을 측정하는 단계;
상기 압력 센서의 압력 측정 값을 이용하여 사용자의 보행 상태를 분석하는 단계; 및
상기 보행 상태의 분석 결과에 기초하여 상기 보행 보조 로봇의 각 축에 구비된 완충기의 승강 및 하강 동작을 제어하는 단계
를 포함하고,
상기 제어하는 단계는
상기 적어도 3개의 축 중 어느 하나의 압력 측정 값이 다른 축들의 압력 측정 값들에 비해 상대적으로 미리 설정된 압력 값 이상으로 작은 경우, 상기 사용자의 보행 상태를 넘어짐 상태로 판단하는 것을 특징으로 하는 보행 보조 로봇의 보행 보조 방법.A walking assistance method for a walking-assist robot,
Measuring pressure applied to each axis of the walking-assist robot using a pressure sensor;
Analyzing a user's walking state using a pressure measurement value of the pressure sensor; And
Controlling the lifting and lowering operation of the buffer provided on each axis of the walking-assist robot based on the analysis result of the walking state
Lt; / RTI >
The step of controlling
Wherein the controller determines that the walking state of the user is in a falling state when the pressure measurement value of any one of the at least three axes is smaller than a predetermined pressure value relative to the pressure measurement values of the other axes, Of the walking aids.
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|---|---|---|---|
| KR1020150158380A KR101725517B1 (en) | 2015-11-11 | 2015-11-11 | Robot and method for walking assist |
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| KR101725517B1 true KR101725517B1 (en) | 2017-04-11 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109381287A (en) * | 2018-09-07 | 2019-02-26 | 林清锋 | It is a kind of based on hanging down to the healing robot of neck real-time guard again |
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-
2015
- 2015-11-11 KR KR1020150158380A patent/KR101725517B1/en not_active Expired - Fee Related
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