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등속성 운동기구의 동작을 스프링-감쇠기(damper)-질량(Mass)으로 구성된 시스템으로 모델링하여 임피던스 제어를 수행하는 등속성 운동기구 제어 장치로서,등속성 운동기구의 궤적 위치를 생성하는 궤적 생성부;상기 등속성 운동기구의 현재 위치를 측정하는 센싱부;상기 현재 위치를 이용하여 상기 등속성 운동기구에 가해지는 중력 토크를 추정하는 중력토크 추정부;상기 등속성 운동기구의 현재 속도를 이용하여 감쇠 계수값을 적응적으로 조절하고, 상기 감쇠 계수값을 적용하여 상기 등속성 운동기구의 감쇠력을 계산하는 감쇠 조절부;궤적 위치와 현재 위치간의 위치 오차에 따라서 강성 계수값을 적응적으로 조절하고, 상기 강성 계수값을 적용하여 상기 등속성 운동기구의 강성력을 계산하는 강성 조절부; 및상기 감쇠력, 상기 강성력, 및 상기 중력 토크를 합산하여 상기 운동기구가 사용자에게 제공할 반발력을 상기 운동기구로 출력하는 연산부를 포함하는 것을 특징으로 하는 등속성 운동기구 제어 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 감쇠 조절부는 아래의 수학식에 따라서 감쇠 계수를 적응적으로 조절하고,상기 수학식에서 α는 감쇠(damping) 가변 기울기 값이며, Bi는 기본 감쇠(damping)계수, B 는 실제 임피던스 제어에 사용될 감쇠(damping) 계수인 것을 특징으로 하는 등속성 운동기구 제어 장치
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제 2 항에 있어서, 상기 감쇠 조절부는상기 등속성 운동기구의 궤적 속도와 현재 속도간의 속도 오차의 절대값이 사전에 정의된 속도 오차 이상인 횟수가 사전에 정의된 임계 횟수를 초과하는 경우에 감쇠(damping) 가변 기울기 값 α를 △α만큼 감소시켜 반발력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 등속성 운동기구 제어 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 강성 조절부는아래의 수학식에 따라서 강성 계수를 적응적으로 조절하고,상기 수학식에서 β는 사전에 설정된 강성 가변 기울기 값이며, Ki는 기본 강성 계수, K 는 실제 임피던스 제어에 이용되는 강성 계수인 것을 특징으로 하는 등속성 운동기구 제어 장치
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제 4 항에 있어서, 상기 강성 조절부는상기 위치 오차의 절대값이 사전에 정의된 최대 위치 오차 이상인 횟수가 사전에 정의된 임계 횟수를 초과하는 경우에 강성 가변 기울기 값 β를 미리 설정된 △β만큼 증가시킴으로서 강성 계수를 증가시켜 사용자에게 제공되는 지지력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 등속성 운동기구 제어 장치
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제 1 항에 있어서, 상기 궤적 생성부에서 출력되는 궤적 위치를 미분하여 궤적 속도를 생성하는 제 1 미분기;상기 센싱부에서 측정된 상기 운동 기구의 현재 위치를 미분하여 상기 운동기구의 현재 속도를 생성하는 제 2 미분기;상기 궤적 위치와 상기 운동기구의 현재 위치간의 위치 오차를 계산하여 상기 강성 조절부로 출력하는 제 1 연산부; 및 상기 궤적 속도와 상기 현재 속도간의 속도 오차를 계산하여 상기 감쇠 조절부로 출력하는 제 2 연산부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 등속성 운동기구 제어 장치
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등속성 운동기구의 동작을 스프링-감쇠기(damper)-질량(Mass)으로 구성된 시스템으로 모델링하여 임피던스 제어를 수행하는 등속성 운동기구 제어 방법으로서,(a) 등속성 운동기구가 동작이 개시되면 상기 등속성 운동기구의 현재 위치를 측정하고, 궤적 위치를 생성하는 단계;(b) 상기 등속성 운동기구의 현재 속도 및 궤적 속도를 계산하는 단계;(c) 상기 현재 위치와 상기 궤적 위치간의 위치 오차 및 상기 현재 속도와 상기 궤적 속도간의 속도 오차를 계산하는 단계;(d) 상기 등속성 운동기구의 현재 속도를 이용하여 감쇠 계수를 적응적으로 조절하고 상기 감쇠 계수를 적용하여 상기 등속성 운동기구의 감쇠력을 계산하며, 상기 위치 오차에 따라서 강성 계수를 적응적으로 조절하고, 상기 강성 계수를 적용하여 상기 등속성 운동기구의 강성력을 계산하며, 상기 현재 위치를 이용하여 상기 등속성 운동기구에 가해지는 중력 토크를 추정하는 단계; 및(e) 상기 중력 토크, 상기 감쇠력, 상기 강성력을 합산하여 상기 등속성 운동기구가 사용자에게 제공할 반발력을 계산하여 상기 등속성 운동기구로 출력하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 등속성 운동기구 제어 방법
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제 7 항에 있어서, 상기 (d) 단계는아래의 수학식에 따라서 감쇠 계수를 적응적으로 조절하고,상기 수학식에서 α는 감쇠(damping) 가변 기울기 값이며, Bi는 기본 감쇠(damping)계수, B 는 실제 임피던스 제어에 사용될 감쇠(damping) 계수인 것을 특징으로 하는 등속성 운동기구 제어 방법
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제 8 항에 있어서, 상기 (d) 단계는상기 등속성 운동기구의 궤적 속도와 현재 속도간의 속도 오차의 절대값이 사전에 정의된 속도 오차 이상인 횟수가 사전에 정의된 임계 횟수를 초과하는 경우에 감쇠(damping) 가변 기울기 값 α를 △α만큼 감소시켜 반발력을 감소시키는 것을 특징으로 하는 등속성 운동기구 제어 방법
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제 7 항에 있어서, 상기 (d) 단계는아래의 수학식에 따라서 강성 계수를 적응적으로 조절하고,상기 수학식에서 β는 사전에 설정된 강성 가변 기울기 값이며, Ki는 기본 강성 계수, K 는 실제 임피던스 제어에 이용되는 강성 계수인 것을 특징으로 하는 등속성 운동기구 제어 방법
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제 10 항에 있어서, 상기 (d) 단계는상기 위치 오차의 절대값이 사전에 정의된 최대 위치 오차 이상인 횟수가 사전에 정의된 임계 횟수를 초과하는 경우에 강성 가변 기울기 값 β를 미리 설정된 △β만큼 증가시켜 강성 계수를 증가시켜 사용자에게 제공되는 지지력을 증가시키는 것을 특징으로 하는 등속성 운동기구 제어 방법
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제 7 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 등속성 운동기구 제어 방법을 컴퓨터에서 판독할 수 있고, 실행가능한 프로그램 코드로 기록한 기록 매체
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