재활 로봇을 위한 VSD 제어 연구
A Study on the VSD Control for Rehabilitation Robot
- 주제(키워드) 재화로봇 , 재활 , VSD제어
- 발행기관 서강대학교 일반대학원
- 지도교수 전도영
- 발행년도 2012
- 학위수여년월 2012. 8
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/sogang/000000047736
- 본문언어 한국어
- 저작권 서강대학교 논문은 저작권 보호를 받습니다.
초록/요약
최근 로봇을 이용한 재활 연구에 대한 관심이 높아지고 있다. 로봇을 이용한 재활은 정확하고 반복적인 훈련이 가능하며 치료사의 의존도를 낮추어 재활 훈련을 가능하게 한다. 또한 센서를 이용한 환자의 정량적 데이터를 제공하여 체계적인 재활을 할 수 있도록 도와준다. 이러한 재활 로봇 제어에 중요한 요소로써 사용자의 의도대로 로봇을 움직이게 하는 부분과 추종 궤적을 벗어난 환자의 움직임을 일관적이고 정확하게 보정해 주는 부분이 있다. 본 연구에서는 사용자의 의도대로 재활 로봇의 움직임을 생성하기 위하여 로봇과 사용자의 상호작용 힘을 힘 센서로 측정한다. 측정된 상호작용 힘에 따른 추종 위치를 생성하고 이를 VSD 제어로 추종하도록 하였다. 또한 가상의 움직이는 경계 원를 형성하여 재활 훈련을 수행할 때 제안된 궤적 영역을 벗어날 경우 사용자의 위치를 경계 원 안쪽으로 보정해 주는 또 하나의 VSD 제어기를 함께 구성하였다. 제안된 제어기를 3자유도 로봇 시스템에 적용하여 검증을 진행하였다. 실험 결과로부터 VSD 제어에 따른 움직임과 움직이는 경계 원 안으로 되돌리는 복원력을 검증하였다.
more초록/요약
Recently the robot for the rehabilitation attracts much attention since the robotic rehabilitation enables the accurate and repetitive training while reducing the dependence on clinical staff. It also provides quantitative sensor data to help effective rehabilitation. For the control of the rehabilitation robots, a user needs to move the robot according to his intention and the trajectory offset from the intended one needs to be adjusted with accuracy and consistence. In this research, the robot is controlled by the interaction force between the robot and user, and it is measured by the force sensor which locates between the holder at the end of robot and the last link. It generates the desired trajectory to follow and the VSD control is implemented. A virtual moving circle is formulated along the given trajectory for the rehabilitation purpose. As the user’s motion is out of the circle, the VSD control forces the robot to return to the circle. The idea is implemented in a 3 dof robot. The experimental results show the performance of the robot as the VSD control and as the robot is out of the given moving circle.
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