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보행보조로봇의 구동력 보조를 위한 고관절의 움직임에 따른 보행 단계 분석에 관한 연구
박성현(S. H. Park),김현철(H. C. Kim),이원영(W. Y. Lee),최태일(T. I. Choi),이응혁(E. H. Lee) 한국재활복지공학회 2018 재활복지공학회논문지 Vol.12 No.4
착용형 보행보조로봇은 보행에 필요한 근력이 약화된 사용자에게 근력지원을 통해 보행을 지원하는 용도의 로봇으로, 근력의 올바른 지원을 위해 사용자의 보행 단계를 판별하는 기능을 갖고 있어야 한다. 본 논문에서는 보행 단계 판별을 위해 엔코더를 이용해 고관절의 각도 변화를 측정하여 보행 단계를 구분하는 기법을 제안한다. 이를 위해 보행 중 고관절의 움직임 변화 시점을 기준으로 보행 단계 판별에 필요한 조건을 제시하였고, 제시한 조건을 기준으로 상태머신 기반의 보행 단계 판별 알고리즘을 제안하였다. 제안한 알고리즘의 검증을 위해 SEA 기반의 착용형 보행보조로봇에 알고리즘을 적용하여 실험을 진행하였으며, 그 결과 보행 단계의 판별이 가능함을 보였다. The hip exoskeleton is a robot that supports the gait by supporting the muscular strength to the weakened user. To support strength, the robot should be able to discriminate the user`s gait phase. In this paper, we propose a method to discriminate the gait phase by measuring the angle change of the hip joint using the encoder. For this purpose, we propose the conditions necessary for gait phase discrimination based on the change of the hip joint motion during walking, and proposed a state machine - based gait phase discrimination algorithm. In order to verify the proposed algorithm, it is shown that the gait phase can be discriminated by applying the algorithm to the SEA - based hip exoskeleton.