• Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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• v.27 no.6
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• pp.82-89
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• 2010

Ankle-foot orthosis with an artificial pneumatic muscle which is intended for the assistance of plantarfelxion torque was developed. In this study, power pattern of the device in the various pneumatics and the effectiveness of the system were investigated. The pneumatic power was provided by ankle-foot orthosis controlled by user‘s physiological signal, that is, muscular stiffness in soleus muscle. This pneumatic power can assist plantarflexion torque of ankle joint. The subjects performed maximal voluntary isokinetic plantarflexion motion on a biodexdynamometer in different pneumatics, and they completed three conditions: 1) without wearing the orthosis, 2) wearing the orthosis with artificial muscles turned off, 3) wearing the orthosis activated under muscular stiffness control. Through these experiments, we confirmed the effectiveness of the orthosis and muscular stiffness control using the analyzing isokinetic plantarflexion torque. The experimental results showed that isokinetic torques of plantarflexion motion of the ankle joints gradually increased in incremental pneumatic. The effectiveness of the orthosis was -7.26% and the effectiveness of the muscular stiffness control was 17.83% in normalized isokinetic plantarflexion torque. Subjects generated the less isokinetic torques of the ankle joints in wearing the orthosis with artificial muscles turned off, but isokinetic torques were appropriately reinforced in condition of wearing the orthosis activated under muscular stiffness control(17.83%) compared to wearing the orthosis(-7.26%). Therefore, we respect that developed powered orthosis is applied in the elderly that has weak muscular power as the rehabilitation equipment.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2011.06a
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• pp.403-406
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• 2011

한국해양연구원에서는 국토해양부의 지원을 받아 2010년 7월부터 새로운 개념의 해저로봇 개발에 착수하였다. 새로이 개발되는 해저로봇은 프로펠러 방식으로 추력을 얻는 기존의 해저로봇과는 달리 여러 개의 관절로 이루어진 6개의 다리를 이용하여 해저면에 근접해서 보행과 유영으로 이동하는 해저로봇으로 강조류와 악시계의 환경에서도 운용이 가능한 로봇이다. 이 해저보행로봇 시스템은 선상시스템과 완충기, 그리고 해저보행로봇으로 구성되며, 이들 사이는 광변환기를 통해서 광케이블로 연결된다. 선상시스템에는 해저로봇의 제어 및 모니터링을 위하여 10대의 컴퓨터가 설치되어 있고, 완충기와 해저로봇에 각각 1대의 입출력 컴퓨터가 내장되어 장착된 센서와 모터의 인터페이스를 담당한다. 본 논문에서는 해저보행로봇의 통신 시스템을 소개하고, 이 통신 시스템에서 사용되기 위하여 설계된 메시지의 통신 프로토콜을 설명한다. 해저보행로봇 시스템의 주 네트워크는 기가비트 이더넷이며, 안정된 통신 환경의 소규모 독립 네트워크이다. 완충기와 해저보행로봇에는 최대 100㎐로 동작하는 다양한 직렬 통신 방식을 갖는 다수의 센서와 모터가 장착되어 있는데, 입출력 컴퓨터가 이더넷 네트워크와의 인터페이스 역할을 수행하여 계층적 네트워크를 구성한다. 로봇 제어에서는 실시간성이 중요하기 때문에 이더넷에서 통신 메시지는 한 번의 전송으로 여러 컴퓨터에 전달할 수 있도록 멀티캐스팅을 사용하여 전송된다. 설계된 통신 프로토콜은 이러한 해저로봇 시스템의 특성에 적합한 간결한 구조로 설계되었으며, 최대 255개의 주소를 지정할 수 있고 255 종류의 메시지 형태를 설정할 수 있다.

• Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering
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• v.26 no.2
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• pp.165-171
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• 2016

A prosthetic knee for above-knee (AK) amputee is categorized into passive and active type. The passive prosthetic knee is generally made by elastic material. Although AK amputee can easily walk by using passive prosthetic leg, knee joint motions are not similar to ordinary persons. The active prosthetic leg can control the knee angle owing to the actuator and microprocessor. However, the active type is not cost-effective and the stability may be lost due to the malfunction of sensors. In order to resolve these disadvantages of passive and active type, a semi-active prosthetic knee which can control the knee angle is proposed in this work. The proposed semi-active one requires a less input energy but provides active type performance. In order to achieve this goal, in this work, a semi-active prosthetic knee using magneto-rheological (MR) damper for AK amputees is designed. The MR damper can support the weight of body by using less energy than actuator of active prosthetic. It can control knee angle by inducing the magnetic field at the time of stance phase. This salient characteristic is evaluated and presented in this work.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2002.11b
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• pp.446-452
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• 2002

This paper Presents a 3-D design and a Vibration control of a new walking R.G.O.(Robotic Gait Orthosis) and would like to develop a simulation by this walking system. The vibration control and evaluation of the new knee joint mechanism on the biped walking R.G.O.(Robotic Gait Orthosis) was a very unique system and was to obtain by the 3-axis accelerometer with a low frequency vibration for the paraplegia It will be expect that the spinal cord injury patients are able to recover effectively by a biped walking R.G.O.. The new knee joint system of both legs were adopted with a good kinematic characteristics. It was designed attached a DC-srevo motor and controller, with a human wear type. It was able to accomodate itself to a environments of S.C.I. Patients. It will be expect that the spinal cord injury patients are able to recover effectively by a new walking R.G.O. system.

• Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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• v.17 no.8
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• pp.824-832
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• 2011

An essential consideration to differentiate prosthetic hand from robot hand is its convenience and usefulness rather than high resolution or multi-function of the robot hand. Therefore, this study proposes a myoelectric hand with a 2 DOF auto wrist module which has 6 essential functions of the human hand such as open, grasp, pronation, supination, extension, flexion, which improves the convenience of the daily life. It consists of the 3 main parts, the myoelectric sensor for input signal without additional attachment to operate the prosthetic hand, hand mechanism with high-torqued auto-transmission mechanism and self-locking module which guarantee the safety under the abrupt emergency and minimum power consumption, and dual threshold based controller to make easy for adopting the multi-DOF myoelectric hand. We prove the validity of the proposed system with experimental results.

• Proceedings of the Korean Society of Computer Information Conference
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• 2011.01a
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• pp.279-280
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• 2011

2바퀴이상의 로봇은 중심점을 기준으로 안정화가 이루어진다. 그러나 2바퀴이하의 로봇으로 수직 자세를 유지하기 위해서는 로봇자체를 기울여 중심점을 이동하므로 수평을 유지할 수 있다. 그러나 이러한 중심점의 이동은 속도나 방향성분이 같이 출력되므로 정확한 센서의 계산이 요구되고 정밀한 제어를 필요로 한다. 또한 많은 구조물로 인해 장애물 인식 및 자율주행 알고리즘 등이 필요하며 장시간 정보획득과 무인기 연동을 위한 빠른 움직임을 가져야한다. 위의 2조건을 만족하기 위한 구성으로 최근들어 두 바퀴를 가지는 모바일 역진자 로봇에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이는 서비스 및 주행 로봇의 알고리즘이 휴머노이드에서 모바일 역진자 로봇으로 변화되었기 때문이다. 모바일 역진자 로봇은 휴머노이드에 비하여 사용되는 모터의 수가 적고 균형을 잡으려면 관절마다 값비싼 고성능 모터가 필요하며 이를 가동하려면 전력도 많이 소모되며 대용량 배터리를 장착할 수밖에 없게 된다. 반면 바퀴로 움직이는 로봇은 전력이 적게 들고 이동도 쉽다. 따라서 본 연구에서는 IMU를 이용한 간단하면서도 정확한 센서의 연산 방법과 이를 이용한 자세제어 방법을 연구한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 1992.07a
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• pp.391-393
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• 1992

This paper proposes an adaptive control system using a 80286 microprocessor-based system and DC servo motors for the control of flexible joint manipulator. In this paper, we construct the controller based on a singular perturbation strategy damping out the elastic oscillations at the joints. we added to the controller the compensator for damping the joint and the term for decreasing the position error between the actuator and the link in order to improve the asymptotical convergence of the position of the link. It is shown that the implementation of this control algorithm can be practical.

• Proceedings of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering Conference
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• 2002.11a
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• pp.347.2-347
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• 2002

This paper presented a design and a Vibration control of a biped walking RGO(Robotic Gait Orthosis) and walking simulation by this system. The vibration evaluation of the Knee Joint Mechanism on the biped walking RGO(Robotic Galt Orthosis) was used to access by the 3-axis accelerometer with a low frequency vibration for the spinal cord injuries. It will be expect that the spinal cord injury patients are able to recover effectively by a biped walking RGO. (omitted)

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
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• 2012.06a
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• pp.233-235
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• 2012

해저보행로봇 CR200은 여러 개의 관절로 이루어진 6개의 다리를 이용하여 해저면에서 보행으로 이동하며 해저 정밀탐사 및 작업을 수행하는 로봇으로, 케이블로 연결된 선상제어실에서 원격 제어된다. CR200 시스템에서는 16개의 카메라가 장착될 예정이며, 취득된 카메라의 영상은 선상제어실의 비디오 컴퓨터로 전송되어 모니터링 및 녹화된다. 설계된 비디오 시스템에서 영상 전송은 전자기 간섭에 의한 화질 열화를 최소화하기 위하여 기가비트의 대역폭을 가진 이더넷과 광케이블을 통하여 디지털 형태로 전송되며, 아날로그 카메라의 영상은 비디오 인코더를 사용하여 디지털 영상으로 변환된 후에 전송된다. 본 논문에서는 CR200의 비디오 시스템의 설계를 소개하고, 실제로 제작하기 전에 설계된 비디오 시스템을 검증하기 위하여 테스트베드를 사용한 통합 테스트 결과를 제시한다. 아직 준비되지 않은 카메라에 대해서는 아이패드의 아날로그 영상 출력을 비디오 인코더의 입력으로 전달하여, 설계된 모든 카메라들이 동작하는 상황을 테스트베드로 실험하였다. 16개 카메라의 영상이 모니터링 및 녹화되는 상황을 테스트베드로 실험한 결과에 따르면, 압축률 10%의 H.264 동영상 압축 알고리즘을 사용할 경우에 30fps 영상의 모니터링 및 녹화에 각각 60Mbps의 전송량으로 비디오 시스템이 정상적으로 동작하는 것을 확인할 수 있었다. 비디오 데이터의 전송은 센서 및 제어 데이터의 전송과 같은 네트워크를 사용하지만, 비디오 데이터의 기가비트 네트워크 사용률은 평균 12%이기 때문에 비디오 데이터 전송으로 인하여 데이터 통신은 거의 영향을 받지 않는다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.41 no.8
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• pp.771-782
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• 2017

This paper describes the development of a wearable robot to assist ankle power for the elderly. Previously developed wearable robots have generally used motors and gears to assist muscle power during walking. However, the combination of motor and reduction gear is heavy and has limitations on the simultaneous control of stiffness and torque due to the friction of the gear reducer unlike human muscles. Therefore, in this study, Mckibben pneumatic muscle, which is lighter, safer, and more powerful than an electric motor with gear, was used to assist ankle joint. Antagonistic actuation using a pair of pneumatic muscles assisted the power of the soleus muscles and tibialis anterior muscles used for the pitching motion of the ankle joint, and the model parameters of the antagonistic actuator were experimentally derived using a muscle test platform. To recognize the wearer's walking intention, foot load and ankle torque were calculated by measuring the pressure and the center of pressure of the foot using force and linear displacement sensors, and the stiffness and the torque of the pneumatic muscle joint were then controlled by the calculated ankle torque and foot load. Finally, the performance of the developed ankle power assistive robot was experimentally verified by measuring EMG signals during walking experiments on a treadmill.