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직렬 탄성 액추에이터에 있어서, 동력을 제공하는 동력부; 상기 동력부와 소정 간격 이격되어 구성되며 일측에 외력이 작용하는 출력부; 및 상기 동력부 및 상기 출력부의 사이에 배치되고 각각의 상기 동력부 및 상기 출력부와 직렬로 연결되며, 상기 출력부에 상기 외력이 작용함에 따라 적어도 하나 이상의 탄성체의 탄성에 의해 변위되는 탄성부를 포함하고, 상기 동력부는, 모터; 상기 모터에 의해 구동되어 상기 직렬 탄성 액추에이터의 높이를 조절하는 볼스크류; 및 상기 볼스크류의 중단에 고정되어 상기 볼스크류의 회전에 따라 상하 방향으로 이동하는 고정판을 포함하고, 상기 동력부는 포스 피드백(Force-Feedback)에 대응하는 높이만큼 상기 모터를 구동하여 상기 볼스크류를 통해 상기 고정판을 이동시킴에 따라 상기 외력을 상쇄시키는 컴플라이언스(Compliance) 제어기이고, 상기 탄성부는, 상기 고정판을 기준으로 상측에 배치되는 제1 탄성체 및 하측에 배치되는 제2 탄성체를 포함하며, 상기 제1 탄성체의 양단에 구성되어 탄성에 의한 변위 크기를 측정함에 따라 상기 외력의 크기를 측정하는 적외선 센서를 더 포함하고, 상기 외력이 작용하는 경우, 상기 고정판의 상측에 배치된 상기 제1 탄성체는 소정 거리만큼 압축하게 되고, 상기 고정판의 하단에 배치된 상기 제2 탄성체는 소정 거리만큼 인장하게 됨에 따라 상기 제1 탄성체의 압축된 거리를 상기 적외선 센서를 사용하여 측정하고 측정한 상기 압축된 거리를 훅의 법칙을 통해 상기 외력의 크기를 계산하는 것을 특징으로 하는, 직렬 탄성 액추에이터
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제1항에 있어서, 상기 동력부는, 포스 피드백(Force-Feedback)에 대응하는 높이만큼 상기 모터를 구동하여 상기 볼스크류를 통해 상기 고정판을 이동시킴에 따라 상기 외력을 상쇄시키는 것을 특징으로 하는, 직렬 탄성 액추에이터
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제1항에 있어서, 상기 동력부는, 상기 볼스크류에 연결되는 제1 풀리; 및 상기 모터에 연결되며, 상기 제1 풀리와 연결되어 상기 모터의 동력을 전달하는 제2 풀리를 더 포함하는, 직렬 탄성 액추에이터
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제6항에 있어서, 상기 동력부는, 상기 제1 풀리 및 상기 제2 풀리에 의해 상기 출력부 및 상기 탄성부와 상기 모터가 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는, 직렬 탄성 액추에이터
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제1항에 있어서, 상기 출력부는, 일측에 상기 외력이 작용하는 부하판; 상기 부하판과 소정 간격 이격되어 구성되는 지지판; 및 상기 부하판 및 상기 지지판 사이를 연결하는 복수의 지지봉을 포함하고, 상기 부하판 및 상기 지지판은 상기 볼스크류를 중심으로 배치되는 것을 특징으로 하는, 직렬 탄성 액추에이터
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제8항에 있어서, 상기 탄성부는, 상기 복수의 지지봉에 연결되는 소정 간격 이격된 상태로 고정된 두 개의 판을 포함하며, 상기 두 개의 판 중 하나는 상기 지지판을 포함하여 상기 복수의 지지봉에 대해 고정되고, 상기 두 개의 판 중 다른 하나는 상기 복수의 지지봉에 대해 이동 가능하며, 상기 두 개의 판 사이에 배치되되, 상기 고정판을 기준으로 상기 복수의 지지봉의 상부인 부하 측에 배치된 제1 탄성체 및 상기 복수의 지지봉의 하부에 배치된 제2 탄성체를 포함하는 것을 특징으로 하는, 직렬 탄성 액추에이터
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제9항에 있어서, 상기 제1 탄성체 및 상기 제2 탄성체는, 각각 상기 복수의 지지봉의 외주면에 구성되는 2 개의 스프링으로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 직렬 탄성 액추에이터
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동력을 제공하는 동력부와, 상기 동력부와 소정 간격 이격되어 구성되며 일측에 외력이 작용하는 출력부와, 상기 동력부 및 상기 출력부의 사이에 배치되고 각각의 상기 동력부 및 상기 출력부와 직렬로 연결되며 상기 출력부에 상기 외력이 작용함에 따라 적어도 하나 이상의 탄성체의 탄성에 의해 변위되어 상기 외력의 크기를 측정하는 탄성부를 포함하는 직렬 탄성 액추에이터; 및 상기 직렬 탄성 액추에이터의 상기 출력부에 작용하는 계산된 상기 외력을 입력 받아 엔코더 값과 연계하여 계산된 값과의 차이를 이용하여, 상기 직렬 탄성 액추에이터의 상기 동력부의 입력으로 제공하는 PD 제어기 를 포함하고, 상기 동력부는 입력 받은 값에 대응하는 힘을 생성하며, 상기 출력부에 가해진 힘의 방향과 반대 방향으로 동작하며, 상기 동력부는, 모터; 상기 모터에 의해 구동되어 상기 직렬 탄성 액추에이터의 높이를 조절하는 볼스크류; 및 상기 볼스크류의 중단에 고정되어 상기 볼스크류의 회전에 따라 상하 방향으로 이동하는 고정판을 포함하고, 상기 동력부는 포스 피드백(Force-Feedback)에 대응하는 높이만큼 상기 모터를 구동하여 상기 볼스크류를 통해 상기 고정판을 이동시킴에 따라 상기 외력을 상쇄시키는 컴플라이언스(Compliance) 제어기이고, 상기 탄성부는, 상기 고정판을 기준으로 상측에 배치되는 제1 탄성체 및 하측에 배치되는 제2 탄성체를 포함하며, 상기 제1 탄성체의 양단에 구성되어 탄성에 의한 변위 크기를 측정함에 따라 상기 외력의 크기를 측정하는 적외선 센서를 더 포함하고, 상기 외력이 작용하는 경우, 상기 고정판의 상측에 배치된 상기 제1 탄성체는 소정 거리만큼 압축하게 되고, 상기 고정판의 하단에 배치된 상기 제2 탄성체는 소정 거리만큼 인장하게 됨에 따라 상기 제1 탄성체의 압축된 거리를 상기 적외선 센서를 사용하여 측정하고 측정한 상기 압축된 거리를 훅의 법칙을 통해 상기 외력의 크기를 계산하는 것을 특징으로 하는, 제어기
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