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착용자의 하체를 지지하여 착용자의 보행을 도와주는 착용로봇에 있어서,착용자가 메는 백팩부와,상기 백팩부에 설치되고 각 가동부위로 유압을 공급하는 유압공급부와,상기 백팩부의 하단 좌우 양측에 설치되고, 상기 착용자의 다리에 고정되며, 상기 유압공급부에서 발생한 유압에 의해 작동하는 로봇다리와,상기 착용로봇에 설치된 센서로부터 입력되는 지면의 경사도와 상기 착용로봇의 관절부위에서 발생하는 신호와 상기 착용자가 상기 착용로봇에 가하는 힘에 대한 신호를 입력받아서, 착용자의 보행의도에 따라 각 가동부위의 작동에 필요한 요구토크를 계산하고, 상기 유압공급부의 작동을 제어하는 제어기를 포함하고,상기 로봇다리는, 상기 백팩부의 하단에 설치되는 골반링크부와, 상기 골반링크부에 회전가능하게 연결되는 고관절부와, 상기 고관절부에 상단이 연결되고 착용자의 대퇴부에 인접하게 위치하여 착용자의 대퇴부의 운동을 지지하는 대퇴링크부와, 상기 대퇴링크부의 하단에 연결되고 착용자의 하퇴부에 인접하게 위치하여 착용자의 하퇴부의 운동을 지지하는 하퇴링크부와, 상기 하퇴링크부의 하단에 연결되고 착용자의 발목에 인접하게 설치되는 족관절부와, 상기 족관절부의 설치되어, 착용자의 발을 지지하는 발바닥 링크부를 포함하며,상기 족관절부에는 원호형상으로 형성되는 가이드가 형성되고, 상기 가이드가 상기 하퇴링크부에 연결되게 설치되어, 상기 족관절부는 상기 하퇴링크부를 회전중심으로 하여 정해진 각도범위 이내에서 회전하는 것을 특징으로 하는 보행의도 추정기반 착용로봇
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제1항에 있어서,상기 백팩부에는 지면의 절대 경사도를 측정하는 백팩부 IMU(Inertial Measurement Unit)센서 또는 경사계가 설치되는 것을 특징으로 하는 보행의도 추정기반 착용로봇
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제1항에 있어서,상기 유압공급부에는 상기 유압공급부에서 발생한 유압이 각 가동부위로 공급되는 것을 단속(斷續)하는 복수의 밸브가 설치된 유압밸브 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 보행의도 추정기반 착용로봇
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제1항에 있어서,상기 대퇴링크부는 정해진 길이를 갖는 링크로 형성되고, 상기 대퇴링크부의 일측에는 상기 착용자의 대퇴를 파지하는 대퇴파지부가 설치되며, 상기 대퇴링크부의 상단에는 착용자의 대퇴길이에 맞게 조절할 수 있도록 대퇴길이조절링크가 설치되며, 착용자의 동작에 따라 착용자가 대퇴부를 통하여 상기 대퇴링크부로 가하는 힘을 측정하는 대퇴 HRI센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 보행의도 추정기반 착용로봇
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제1항에 있어서,상기 하퇴링크부는 정해진 길이를 갖는 링크로 형성되고, 상기 하퇴링크부의 일측에는 상기 착용자의 하퇴를 파지하는 하퇴파지부가 설치되며, 상기 하퇴링크부의 하단에는 착용자의 하퇴길이에 맞게 조절할 수 있도록 하퇴길이조절링크가 설치되며, 착용자 동작에 따라 착용자가 하퇴부를 통하여 상기 하퇴링크부로 가하는 힘을 측정하는 하퇴 HRI센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 보행의도 추정기반 착용로봇
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제1항에 있어서,상기 발바닥 링크부에는 상기 발바닥 링크부와 지면이 접촉여부를 감지하는 복수의 발바닥 힘센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 보행의도 추정기반 착용로봇
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제1항에 있어서,상기 발바닥 링크부에는 상기 발바닥 링크부가 지면과 접촉되면, 지면의 경사각을 측정하는 발바닥 IMU 센서가 설치되는 것을 특징으로 하는 보행의도 추정기반 착용로봇
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제1항에 있어서,상기 백팩부는 상기 골반링크부에 대하여 각도조절이 가능하도록 허리피치관절을 통하여 연결되고, 상기 백팩부의 각도조절이 완료되면, 상기 백팩부을 고정하는 허리피치 고정부를 포함하는 것을 특징으로 하는 보행의도 추정기반 착용로봇
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착용자의 우측발바닥 또는 좌측발바닥이 지면과 접촉하고 있는 지를 감지하여 보행모드를 추정하는 보행추정단계와,착용자가 위치한 지면의 경사도를 측정하는 경사측정단계와,착용로봇에 설치된 센서를 이용하여 착용자의 보행의도를 추정하고, 상기 착용자의 보행의도에 맞게 착용로봇의 작동부위를 작동시키는데 필요한 요구토크를 계산하여 각 구동부위를 제어하는 명령을 생성하는 명령생성단계와,생성된 명령에 따라 착용로봇의 액츄에이터를 작동시키는 명령수행단계를 포함하고,상기 보행추정단계는, 양발 중 어는 한 발은 지면과 접촉하고, 나머지 한 발은 지면과 떨어지면 싱글 서포트 모드, 양발이 모두 지면과 접촉되면 더블 서포트 모드, 양발이 모두 지면과 떨어지면 점프모드로 보행의도를 추정하는 것을 특징으로 하는 보행의도 추정기반 착용로봇의 제어방법
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제11항에 있어서,상기 경사측정단계는,상기 보행추정단계에서 상기 우측 발바닥과 좌측 발바닥이 모두 지면과 접촉된 상태이면, 발바닥 링크부에서 측정된 경사도를 지면의 경사도로 인식하고,상기 보행추정단계에서 상기 우측 발바닥 또는 좌측 발바닥 중 적어도 어느 하나가 지면과 접촉된 상태가 아니면, 착용로봇의 백팩부에 설치된 백팩부 IMU(Inertial Measurement Unit) 센서에서 측정된 경사도를 지면의 경사도로 인식하는 것을 특징으로 하는 보행의도 추정기반 착용로봇의 제어방법
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제11항에 있어서,상기 명령생성단계는,착용자의 보행의도를 반영한 토크와 중력보상토크의 합에 가중치를 반영한 값과, 상기 착용로봇에 설치된 HRI 센서값에 가중치를 반영한 값을 더하여 요구토크를 생성하는 것을 특징으로 하는 보행의도 추정기반 착용로봇의 제어방법
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제14항에 있어서,상기 착용자의 운동의도를 반영한 토크는,보행모드에 따른 역동력학적 토크에서 액츄에이터의 토크를 빼고, 마찰토크를 더하여 구해지는 것을 특징으로 하는 보행의도 추정기반 착용로봇의 제어방법
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제11항에 있어서,상기 명령수행단계에서는 상기 명령생성단계에서 생성된 요구토크가 발생되도록 유압공급부에 설치된 유압밸브 모듈의 밸브를 개폐함으로써, 착용로봇의 각 구동부위에 설치된 액츄에이터가 작동하도록 하는 것을 특징으로 하는 보행의도 추정기반 착용로봇의 제어방법
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제16항에 있어서,상기 명령수행단계에서는 상기 명령생성단계에서 생성된 명령을 PID제어, 임피던스 제어, 어드미턴스 제어 중 어느 하나를 이용하여 상기 유압밸브 모듈의 밸브를 제어하는 것을 특징으로 하는 보행의도 추정기반 착용로봇의 제어방법
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