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제안 방법
- 보폭별로 실린더의 동작 상태를 알아보기 위해 직접 보폭을 촬영한 후 프레임을 나누어 각도를 직접 측정 하였다.
- 본 연구에서는 다양한 방면에서 개발되고 있는 웨어러블 장치에 소형 유압장치를 이용하여 보행을 보조하는 웨어러블 시스템을 설계를 실시하였으며, 특히 모션해석과 대퇴부의 각도 등 여러 가지 파라메타를 고려하여 설계하였으며 직접 지지부와 구동부를 나누어 설계하였다.
- 본 연구에서는 유압 실린더를 적용한 하지 지지 구조체를 선정하여 설계하였으며 Fig. 3은 구조체 형상을 나타내었다.
- 이러한 기술을 이용하여 근력 강화 로봇, 보행 보조 로봇, 재활 보조 로봇, 장애 혹은 신체 마비등 인체의 불편함을 보조하는 로봇이 개발되어 있으며 최근 VR과 연동한 실감구현장치, 위험한 일을 대신 작업하기 위한 로봇 원격장치 등으로 적용되어 개발되고 있다. 본 연구에서는 하지 보행 보조 웨어러블 시스템의 기본 시스템 구조에 유압 실린더가 적용된 시스템의 설계 및 지지 구조체의 기구적, 구조적 해석을 통한 근 골격 보조 시스템을 설계하였다.
- 구동 메커니즘을 위한 요소로는 제어 보드와 펌프의 BLDC 모터, 밸브 개폐를 위한 서보가 있다. 제어보드는 관절을 구동할 실린더를 제어해줄 서보 2개와 펌프를 제어 할 수 있는 아두이노 우노 R3를 이용하여 구동 메커니즘을 구성하였다.
- 서보 밸브의 서보는 corona사의 DS538MG를 사용하였으며 Table 3은 서보모터의 사양이고 펌프의 BLDC모터는 Hobby King사의 NTM Prop Drive Series 42-48 650Kv을 사용하였으며 Table 4는 BLDC모터의 사양이다. 제어부 제작은 백팩 착용 목적이 아닌 실험을 준비하기 위해서 따로 제작하여 Fig. 9처럼 구성하였으며 서보의 제어 전력을 보완하기 위해 건전지를 추가로 장착하였다.[4]
- 제어부는 유압밸브와 유압펌프, 유압탱크 제어보드를 등 뒤에 위치하는 구조로 설계하였으며 기구부 구동을 위한 액추에이터로 유압 실린더 2개를 이용하여 구동할 수 있도록 설계를 진행하였다. 발바닥이 바닥에 닿아 발을 지지할 수 있도록 지지 구조체 설계를 진행하였으며 재료는 비교적 구하기 쉬운 알루미늄 합금 Al6061-6T와 Al6063을 이용하여 모델링을 진행하였다.
대상 데이터
- 제어부는 유압밸브와 유압펌프, 유압탱크 제어보드를 등 뒤에 위치하는 구조로 설계하였으며 기구부 구동을 위한 액추에이터로 유압 실린더 2개를 이용하여 구동할 수 있도록 설계를 진행하였다. 발바닥이 바닥에 닿아 발을 지지할 수 있도록 지지 구조체 설계를 진행하였으며 재료는 비교적 구하기 쉬운 알루미늄 합금 Al6061-6T와 Al6063을 이용하여 모델링을 진행하였다.[2]
- 펌프는 구조가 간단하고 무게가 가벼운 장점을 가진 Hydro-Tek사의 GH05A 기어펌프를 선정하였다. 밸브는 SMC사의 SYA 5320-01의 3위치 Closed center형 밸브를 사용하였으며 밸브의 제어는 서보를 통해 제어 할 수 있는 밸브를 사용하였다.
- 서보 밸브의 서보는 corona사의 DS538MG를 사용하였으며 Table 3은 서보모터의 사양이고 펌프의 BLDC모터는 Hobby King사의 NTM Prop Drive Series 42-48 650Kv을 사용하였으며 Table 4는 BLDC모터의 사양이다. 제어부 제작은 백팩 착용 목적이 아닌 실험을 준비하기 위해서 따로 제작하여 Fig.
- 펌프는 구조가 간단하고 무게가 가벼운 장점을 가진 Hydro-Tek사의 GH05A 기어펌프를 선정하였다. 밸브는 SMC사의 SYA 5320-01의 3위치 Closed center형 밸브를 사용하였으며 밸브의 제어는 서보를 통해 제어 할 수 있는 밸브를 사용하였다.
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