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문제 정의
- 또한, 구동기의 오동작이 발생하게 되면 착용자의 관절에 치명적인 손상을 가할 수 있어 안전성 측면에서 완전하지 않다. 따라서, 본 연구에서는 이러한 단점들을 고려하여 좀 더 가볍고 안정성이 뛰어나고 가격 측면에서 상용화가 가능한 대퇴 근력 보조 로봇을 개발하였다.
- 그 이유는 구동기 동력의 의존도를 높일수록 구동기의 용량이 커지고 이는 로봇의 중량을 증가시키기 때문이다. 따라서, 본 연구에서는 모터와 스프링을 이용하여 스프링 변형에 의한 탄성력을 이용하여 대퇴 근력을 보조할 수 있도록 하고자 한다 (Fig. 2 참조).
- 본 연구에서는 작업자들을 위한 대퇴 근력 보조 로봇을 개발하였다. 기존의 설계 방식에서 벗어나, 좀 더 단순화되고 경량화되며 안전성이 뛰어난 설계 방식을 도입하였다.
가설 설정
- 이때 스프링의 선정이 중요하다. 우선, 직립 작업 시 무릎이 굽어짐으로써 스프링이 최대 70 mm가 변형된다고 가정하였다. 다음으로 65 kgf의 체중을 가진 착용자가 한 발로 지지하고 있을 때 50% 이상의 하중을 스프링 탄성력이 보조한다고 가정하였다.
- 우선, 직립 작업 시 무릎이 굽어짐으로써 스프링이 최대 70 mm가 변형된다고 가정하였다. 다음으로 65 kgf의 체중을 가진 착용자가 한 발로 지지하고 있을 때 50% 이상의 하중을 스프링 탄성력이 보조한다고 가정하였다. 이는 스프링이 약 70 mm 정도가 변형되었을 때 보행 시 간섭이 없고 작업 시 적절한 근력 보조가 가능하기 때문이다.
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