a. 전면부 b. 측면부 c. 후면부 [그림 4.1] 지능형 상·하지 재활 휠체어 로봇 시스템 구현 결과
명 칭 제작 사양
치 수 1200*650*1100mm
기립 시 총 높이 170cm
SEAT (W * D * H) cm 45(폭)+45(깊이)+55(높이)cm
시트승강max높이 20CM
앞바퀴/뒷바퀴 9인치/14인치 AIRTIRE
최대 부하량 120kg
컨트롤러 P&G
모터 24V / 450W * 2
배터리 12V / 55AH * 2
배터리치수 230 * 138 * 226 * 2
충전기 24v / 6A
충전시간 8 ~ 10 시간
의자 등받이 조정 각도 90 ~ 150˚
발판조정각도 0 ~ 90˚
총 중량 110kg
주행 거리 35~40km
최대 등판 각도 11˚
최대속도 8~10km/h
[표 4.1] 휠체어 로봇 시스템의 제작 사양
또한 휠체어에 앉아 있는 상태로만 재활 운동을 실시하다보면 주로 다리 관절 에 대한 운동만 수행하게 되어 재활 운동의 한계점을 갖고 있기 때문에 본 논문 에서 제안한 시스템에 기립 운동 기능을 구현하여 재활 운동의 범위가 넓어지도 록 구현하였다. 하지 재활 운동을 능동적으로 보조해 줄 수 있는 기립 기능 구 현을 통해 접근성을 향상시켰으며 기립 운동 시 지면과 85˚이내로 기립 되도록 설계하여 사용자가 기립 운동 시 편안한 자세를 유지하도록 하였으며 사용자의 편리성을 위해 의자 등받이와 발판을 조절할 수 있도록 구현하였다.
구동 방법은 기립 버튼 클릭 시 바닥의 경사 각도를 측정하여 ±5◦ 미만에서 만 기립이 가능하게 하여 사용자의 안정성을 고려하였다. 또한 기립 운동을 통 하여 하지 재활 운동 및 기립 운동 보조가 가능하도록 구현하였다. [그림 4.2]
는 본 논문에서 구현한 상∙하지 재활 휠체어 로봇 시스템의 기립 구현 결과이며 [그림 4.3]은 상∙하지 재활 휠체어 로봇 시스템의 발판, 등받이 조절 구현 결과 이다.
[그림 4.3] 상∙하지 재활 휠체어 로봇 시스템의 발판, 등받이 조절 구현 결과
2) 상∙하지 재활 로봇 시스템
본 논문에서 구현된 상지 재활 로봇 시스템은 회전운동을 통하여 사용자의 견 관절과 주관절 재활이 가능하도록 2자유도로 구현되었으며 하지 재활 로봇 시스 템과 공용의 모터/감속기를 사용함으로써 통합 제어가 가능하게 구현하였다.
[그림 4.4]는 본 논문에서 개발한 상지 재활 로봇 시스템의 구현 결과이고 [표 4.2]는 제작 사양이다.
[그림 4.4] 상지 재활 로봇 시스템 구현 결과
명 칭 제작 사양
자유도 2
관절각도 기구오차 0.5˚
중량 3.45kg
모터 DC 24V 170W, Max 9,120RPM
정격토크 Max 12.9 Nm
감속비 90:1
[표 4.2] 상지 재활 로봇 시스템 제작 사양
또한 하지 재활 로봇 시스템은 상하운동을 통하여 주관절 및 슬관절 운동이 가능하도록 한 다리 당 1 자유도로 양쪽 다리에 총 2 자유도를 가지고 구현되었 으며 상지 재활 로봇 시스템과 같이 등급별로 토크 출력을 제어하여 단계별 재 활 운동이 가능하도록 구현되었다. 또한 휠체어 의자와 하지 재활 로봇 시스템 과의 길이 조절이 가능하도록 설계하였고 상지 재활 로봇 시스템과 공용의 모터 /감속기를 사용함으로써 통합 제어가 가능하게 구현하였다. [그림 4.5]는 본 논 문에서 개발한 하지 재활 로봇 시스템의 구현 결과이고 [표 4.3]은 제작 사양이 다.
[그림 4.5] 하지 재활 로봇 시스템 구현 결과
명 칭 제작 사양
자유도 1
관절각도 기구오차 0.5˚
중량 5.43kg
모터 DC 24V 170W, Max 9,120RPM
정격토크 Max 36.7 Nm
감속비 270:1
[표 4.3] 하지 재활 로봇 시스템 제작 사양