[논문]3D 프린팅을 활용한 전동식 재활용 웨어러블 로봇 손 시스템의 설계 및 구현

김현준; 김정현; 백수황

doi:10.13067/jkiecs.2021.16.5.941

[국내논문] 3D 프린팅을 활용한 전동식 재활용 웨어러블 로봇 손 시스템의 설계 및 구현
Design and Implementation of Motor-Based Rehabilitation Wearable Robot Hand System using 3D Printing 원문보기

한국전자통신학회 논문지 = The Journal of the Korea Institute of Electronic Communication Sciences, v.16 no.5, 2021년, pp.941 - 946

김현준 (상명대학교 휴먼지능로봇공학과) , 김정현 (상명대학교 휴먼지능로봇공학과) , 백수황 (상명대학교 휴먼지능로봇공학과)

초록
AI-Helper

본 논문은 3D프린터와 모터를 활용해 무게와 부피를 줄인 재활용 웨어러블 로봇 손의 설계 및 구현에 관한 연구이다. 재활용 웨어러블 로봇은 재활의 효과도 중요하지만, 사용의 간편성 또한 중요하다. 하지만 현재 연구 및 개발된 재활용 외골격 로봇은 부피와 무게가 무겁거나 제자리에서 사용해야 하는 것이 대부분이다. 따라서 착용에 용이하고 사용자에게 중량이 부담되지 않는 웨어러블 로봇이 필요하므로 경량화된 전동식 재활용 웨어러블 로봇 손을 제안하였다. 3D프린터를 사용하여 무게와 부피를 줄이고 착용에 용이하도록 설계를 진행하였다. 또한, 휴대성을 높이기 위해 공압 방식이 아닌 모터기반의 전동방식을 채택해 구조를 간단하게 구성하였다. 최종적으로 경량화된 전동식 재활용 웨어러블 로봇 손의 실험을 통해 제안한 방식의 효용성을 검토하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

This paper is a study on the design and implementation of a rehabilitation wearable robotic hand that reduces weight and volume by using a 3D printer and a motor. Rehabilitation wearable robots are important not only for the effect of rehabilitation but also for ease of use. However, most of the currently researched and developed rehabilitation exoskeleton robots are heavy in volume and weight, or they have to be used in place. Therefore, a wearable robot that is easy to wear and does not burden the user is required, so a lightweight electric rehabilitation wearable robot hand is proposed. A 3D printer was used to reduce the weight and volume and to make it easier to wear. In addition, to increase portability, the structure was simplified by adopting an electric method rather than a pneumatic method. Finally, the effectiveness was examined through the experiment of the lightweight electric rehabilitation wearable robot hand.

주제어

표/그림 (11)

그림 그림 1. 구동 프레임 Fig. 1 Drive frame
그림 그림 2. 고정 프레임 Fig. 2 Fix frame
그림 그림 3. 조작 프레임 Fig. 3 Control frame
그림 그림 4. WRH의 모델링 구현 Fig. 4 Implementation of WRH modeling
그림 그림 5. 알고리즘 구성도 Fig. 5 Algorithm configuration diagram
그림 그림 6. 시스템 구성도 Fig. 6 System diagram
그림 그림 7. WRH 시스템 구성 Fig. 7 System configuration of WRH
그림 그림 8. WRH 근전도 센서 테스트 환경 Fig. 8 WRH EMG sensor test environment
그림 그림 9. 근전도 테스트 결과 Fig. 9 Electromyography test results (a) User #1, (b) User #2
그림 그림 10 실제 환경 테스트 Fig. 10 Real environment test
표 표 1. WRH EMG 센서 테스트 환경과 실제 환경별 특성 비교 Table 1. Comparison of characteristics of WRH EMG sensor test environment and actual environment

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