웨어러블 보행 보조 로봇 제어 장치 및 방법
Control Apparatus and Method for Wearable Walk Assist Robot
특허 요약
본 발명의 일 실시예에 따른 웨어러블 보행 보조 로봇 제어 장치는, 웨어러블 보행 보조 로봇을 착용한 사용자의 생체신호를 감지하는 생체신호 감지부; 상기 생체신호 감지부에 의해 감지한 생체신호를 기초로 사용자의 근력을 분석하는 신호 분석부; 및 상기 신호 분석부에 의해 분석된 사용자의 근력에 따라 상기 웨어러블 보행 보조 로봇의 구동 파워를 제어하는 로봇 구동 제어부를 포함할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

웨어러블 보행 보조 로봇을 착용한 사용자의 생체신호를 감지하는 생체신호 감지부; 상기 생체신호 감지부에 의해 감지한 생체신호를 기초로 사용자의 근력을 분석하는 신호 분석부; 및 상기 신호 분석부에 의해 분석된 사용자의 근력에 따라 상기 웨어러블 보행 보조 로봇의 구동 파워를 제어하는 로봇 구동 제어부를 포함하며, 상기 로봇 구동 제어부는 웨어러블 보행 보조 로봇에 의해 의도한 동작을 수행하기 위해 필요한 구동 파워에서 상기 사용자의 근력을 제한 구동 파워보다 기 설정된 정도 낮도록 상기 구동 파워를 결정하여 자력에 의한 근육 사용을 유도하여 근력의 소실을 최소화함으로써 보행 보조 및 재활을 동시에 가능하게 하며,상기 로봇 구동 제어부는 사용자의 근력이 증진되면 상기 구동 파워를 변경하여 지속적인 재활을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 보행 보조 로봇 제어 장치.

2

제 1 항에 있어서,상기 생체신호 감지부는 복수의 표면 근전도 센서를 포함하며, 상기 복수의 표면 근전도 센서 각각의 전극은 큰볼기근(Gluteus maximus), 넙다리곧은근(Rectus femoris), 안쪽넓은근(Vastus medialis), 넙다리두갈래근(Biceps femoris), 앞정강근(Tibialis anterior) 및 장딴지근(Gastrocnemius)의 근력을 측정하기 위해 부착되는 것을 특징으로 하는 웨어러블 보행 보조 로봇 제어 장치.

3

제 2 항에 있어서,상기 신호 분석부는 상기 생체신호 감지부에 의해 감지된 근전도 신호의 진폭(amplitude), 지속기간(duration), 간섭양상(interference pattern) 및 위상(phase)을 기 설정된 정상 범위값과 비교하여 상기 대상 근육의 기능을 정량화하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 보행 보조 로봇 제어 장치.

4

제 3 항에 있어서,상기 웨어러블 보행 보조 로봇의 제어를 위해 필요한 데이터를 입력 받기 위한 데이터 입력부를 더 포함하며, 상기 신호 분석부는 정량화된 사용자의 근력과 상기 데이터 입력부를 통해 입력된 근력평가척도(medical research council score)를 기초로 사용자의 각 대상 근육별 근력이 기 설정된 복수의 단계 중 어느 단계에 속하는지 판단하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 보행 보조 로봇 제어 장치.

5

제 4 항에 있어서,상기 로봇 구동 제어부는 상기 신호 분석부에 의해 판단된 각 대상 근육별 근력이 속하는 단계에 따라서 상기 웨어러블 보행 보조 로봇의 제어 모드를 기 설정된 복수의 제어 모드 중 어느 하나로 설정한 후, 설정된 제어 모드에 따라서 웨어러블 보행 보조 로봇의 구동 파워를 제어하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 보행 보조 로봇 제어 장치.

6

삭제

7

기 설정된 구동 파워로 사용자에 의해 착용된 웨어러블 보행 보조 로봇을 구동시키는 단계;상기 사용자의 움직임에 따른 생체신호를 획득하는 단계;상기 생체신호를 기초로 사용자의 근력을 분석하는 단계; 및상기 사용자의 근력에 따라 상기 웨어러블 보행 보조 로봇의 구동 파워를 제어하는 단계를 포함하며,상기 구동 파워를 제어하는 단계는,상기 웨어러블 보행 보조 로봇에 의해 의도한 동작을 수행하기 위해 필요한 구동 파워에서 상기 사용자의 근력을 제한 구동 파워보다 기 설정된 정도 낮도록 상기 구동 파워를 결정하여 자력에 의한 근육 사용을 유도하여 근력의 소실을 최소화함으로써 보행 보조 및 재활을 동시에 가능하게 하며, 사용자의 근력이 증진되면 상기 구동 파워를 변경하여 지속적인 재활을 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 웨어러블 보행 보조 로봇 제어 방법.

8

삭제