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[국내논문] 과소 구동 전동의수의 파지력 제어를 위한 햅틱 시스템 개발
Development of a Haptic System for Grasp Force Control of Underactuated Prosthetics Hands 원문보기

大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A, v.41 no.5, 2017년, pp.415 - 420  

임현상 (고려대학교 기계공학부) ,  권효찬 (고려대학교 기계공학부) ,  김권희 (고려대학교 기계공학부)

초록
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과소 구동 전동의수는 가벼우며 비교적 경제적이라는 장점이 있다. 본 연구에서는 적응파지가 가능한 과소 구동 전동의수를 대상으로 경제적인 파지력 제어 시스템을 제안하였다. 근전도 신호로 구동되는 메인 케이블의 장력으로 파지력이 결정되므로 장력에 따라 사용자의 피부에 부착된 진동모터를 구동하는 촉감기반 피드백 시스템을 구성하였다. 진동 신호에 대한 사용자의 감각적 판단을 기반으로 파지력을 추정하고 제어하기 위하여 파지력과 진동 신호 간의 적절한 변환 관계를 수립하고 시제품 성능시험을 하였다. 최소한의 훈련으로 사용자들은 비교적 정확하게 파지력을 제어할 수 있었다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Underactuated prosthetic hands are relatively light and economical. In this work, an economical grasping force control system is proposed for underactuated prosthetic hands with adaptive grasp capability. The prosthetic hand is driven by a main cable based on a set of electromyography sensors on the...

주제어

#의수   #과소 구동기구   #파지력   #피드백 컨트롤  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 KU Prosthetic Hand와 같이 케이블 방식으로 구동되는 과소 구동 전동의수를 위한 파지력 제어 시스템을 개발하였다. 우선 KU Prosthetic Hand의 구조와 작동원리를 소개하고, 촉각 기반 파지력 피드백 시스템을 설명한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
기존의 피드백 시스템의 장점은 무엇인가 특히 기존의 피드백 시스템은 센서가 부착된 위치의 정확한 파지력을 얻을 수 있다는 장점이 있다. 하지만 실제 제품에 적용하기 위해서는 물체가 접촉하게 될 위치마다 센서가 필요하고, 복잡한 정보처리 과정이 요구되어 실용적이지 못하 다.
과소 구동 기구란 무엇인가 (5) 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 과소 구동(Under-actuated) 전동의수가 개발되었다.(6~8) 과소 구동 기구란 기구학적 운동 자유도보다 적은 수의 구동기를 사용하는 기구를 지칭한다. Fig.
전동의수의 문제점은 무엇인가 대표적인 제품은 Touch Bionics 사의 I-Limb, (1) RSL Steeper 사의 Bebionic Hand(2) 와 Otto Bock 사의 Michelangelo Hand(3) 등이다. 각 손가락의 개별구동이 가능한 제품은 고가의 소형모 터가 다수 필요하며, 동력전달 장치가 복잡하여 제작단가가 매우 높다.(4) 또한 핸드부가 무거워 착용자가 불편함을 느낄 수 있다.(5) 이러한 문제점들을 해결하기 위해서 과소 구동(Under-actuated) 전동의수가 개발되었다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (16)

  1. Touch Bionics Homepage, 'http://www.touchbionics.com/' 

  2. Bebionic Homepage, 'http://bebionic.com/' 

  3. Otto Bock USA Homepage, 'http://www.ottobockus.com/' 

  4. Nasser, S., Rincon, D. and Rodriguez, M., 2006, "Design of a Low Cost, Highly Functional, Multifingered Hand Prosthesis," Proceedings of the Fourth LACCEI International Latin American and Caribbean Conference for Engineering and Technology. 

  5. Huang, H., Jiang, L., Liu, Y., Hou, L., Cai, H. and Liu, H., 2006, "The Mechanical Design and Experiments of HIT/DLR Prosthetic Hand," Proceedings of the 2006 IEEE International Conference on Robotics and Biomimetics, pp. 896-901. 

  6. Yu, H. S., Kim, M. C. and Song, J. B., 2014, "Tendon-driven Adaptive Robot Hand," The Journal of Korea Robotics Society, Vol. 9, No. 4, pp. 258-263. 

    원문보기 상세보기 crossref

  7. Kim, T. S., Kim, D. H. and Park, J. H., 2007, "Development of Dexterous H3 (Hanyang Humanoid Hand)," Proc. Trans. Korean Soc. Mech. Eng. autumn annual meeting, pp. 1-6. 

  8. Mitsui, K., Ozawa, R. and Kou, T., 2013, "An Underactuated Robotic Hand for Multiple Grasps," 2013 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), pp. 5475-5480. 

  9. Kim, K.H., Kwon, H. C., Lee, G. H., Lim, H. S., Lee, C. S., Lee, S. H., Lee, J. H. and Jeong, J. J., 2015, "Electric Prosthesis based on EMG(Electromyogram) Method and the Remote Control Apparatus Thereof," Republic of Korea Patent, 10-2015-0108137. 

  10. Castellini , C., van der Smagt, P., Sandini, G. and Hirzinger, G., 2008, "Surface EMG for Force Control of Mechanical Hands," 2008 IEEE International Conference on Robotics and Automation, pp. 725-730. 

  11. Chatterjee, A., Chaubey, P., Martin, J. and Thakor, N., 2008, "Testing a Prosthetic Haptic Feedback Simulator With an Interactive Force Matching Task," Journal of Prosthetic and Orthotics, Vol. 20, No. 2, pp. 27-34. 

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  12. Patterson, P. E. and Katz, J. A., 1992, "Design and Evaluation of a Sensory Feedback System that Provides Grasping Pressure in a Myoelectric Hand," Journal of Rehabilitation Research and Development, Vol. 29, No. 1, pp. 1-8. 

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  13. Dhillon, G. S. and Horch, K. W., 2005, "Direct Neural Sensory Feedback and Control of a Prosthetic Arm," IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering, Vol. 13, No. 4, pp. 468-472. 

    상세보기 crossref

  14. Pylatiuk, C., Kargov, A. and Schulz, S., 2006, "Design and Evaluation of a Low-Cost Force Feedback System for Myoelectric Prosthetic Hands," Journal of Prosthetics and Orthotics, Vol. 18, No. 2, pp. 57-61. 

    상세보기 crossref

  15. Ko, H. K., Cho, C. H., Kwon, H. C. and Kim, K. H., 2012, "Design of an Underactuated Robot Hand Based on Displacement-Force Conversion Mechanism," International Journal of Precision Engineering and Manufacturing, Vol. 13, No. 4, pp. 509-516. 

    원문보기 상세보기 crossref

  16. Deco, G. and Rolls, E. T., 2006, "Decision-making and Weber's Law: a Neurophysiological Model," The European Journal of Neuroscience, Vol. 24, No. 3, pp. 901-916. 

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