• 한국생산제조학회지
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• 제22권3_1spc호
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• pp.600-606
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• 2013

This paper describes the development of a novel walking assistance robot for the elderly and infirm. In the case of simple walking assistance devices, the walking safety and effectiveness are somewhat low; hence, caregivers are frequently required. The walking assistance robot developed in this research is capable of securely and conveniently assisting a walking user by using electric motors and various devices without a caregiver. The main features include the following. First, the walking safety is improved by using a pelvis supporter, and the robot is able to follow the user effectively by means of ergonomic motion sensors and electric powered wheels. Second, it is possible to adjust the load applied to the lower body by adjusting the height of the pelvis supporter. Finally, it is possible to inform the approximate distance and direction of any obstacle around the robot using the sounds and vibrations for the blind and the hearing impaired. The performance of the developed walking assistance robot was successfully verified using a walking assistance test in a narrow-corridor environment.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 춘계학술대회논문집
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• pp.585-592
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• 2008

The aging society comes, the number of the old people expended. Technical aids allow elderly and handicapped people to live independently in their private homes as long as they wish. As a contribution to these required technological solutions, a demonstrator platform for a walking assistance robot. robot which has the capability to perform fetch and carry and various other supporting tasks. In this study, we addresses the development of a walking assistance robot system. We execute static analysis, vibration analysis and flexible dynamics to reserve stability at the design. Each motion of the robot uses a linear actuator and gears. Motion can be distinguished into 3 parts depending on the up & down, rotation, and cushion trans. In each motion, we compare the displacement of the case to be rigid with the case to be flexible. As a result, manufactured and feasibility of the walking assistance robot is validated through preliminary experiments.

• 센서학회지
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• 제16권4호
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• pp.286-293
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• 2007

For safe walking of the people who are blind, walking assistance robot which can detecting and avoiding the obstacle was investigated. The implemented prototype walking assistance robot consists of a obstacle detecting module, a user interface using acoustic signal and a driving module. The obstacle detecting module uses 6 ultrasonic sensors those located at the front part of the robot can perceive the obstacle which is in 3 meter distances and $180^{\circ}$ degrees. It calculates the distance and degree from the obstacle using TOF (time of flight) method and decides the 3-dimensional location of the obstacle. The obstacle information is delivered to the user using acoustic alarm and guide sound. The robot is designed to avoid by itself when the obstacle is detecting and the user only follows it to safe walking. After the designed robot was implemented, driving and obstacle detecting experiments were carried out. The result showed that the designed walking assistance robot will help the people who are blind to walk around safe.

• 전기전자학회논문지
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• 제24권1호
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• pp.269-274
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• 2020

This paper is to study the exoskeleton robot for the walking of the elderly and the disabled. We developed and tested an Exoskeletal robot with two axes of freedom for joint motion. The EEG and EMG signals were used to move the joints of the Exoskeletal robot. By analyzing the EMG signal, the control signal was extracted and applied to the robot to facilitate the walking operation of the walking assistance robot. In addition, the brain-computer interface technology is applied to perform the operation of the robot using brain waves, spontaneous electrical activities recorded on the human scalp. These two signals were fused to study the walking recognition method of the supporting robot leg.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권5호
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• pp.503-515
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• 2011

보행 재활 훈련용 보행보조 로봇을 개발하고, 시제품의 운동학적 특성을 평가하였다. 이 보행보조 로봇은 고관절(hip), 슬관절(knee), 족관절(ankle) 등으로 구성되며, 각 관절은 감속기가 포함된 모터에 의해 구동된다. 인체 보행 운동을 이론적으로 해석하여, 보행 운동 중 각 관절의 각도 변위를 계산하는 식을 구하였고, 계산된 각도 변위를 로봇 구동기에 입력하였다. 트레드밀(treadmill) 위에서의 실험을 통해 다양한 보행 속도(walking speed) 및 보폭(stride)에서 각 관절의 출력 각도 변위를 측정하고 입력 값과 비교하였다. 입력 각도 변위와 출력 각도 변위의 차이가 고관절에서는 5.22%, 슬관절에서는 2.97% 이내로 일치함을 확인하여, 설계대로 보행보조 로봇이 작동함을 입증하였다.

• 재활복지공학회논문지
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• 제7권2호
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• pp.55-62
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• 2013

본 논문은 편마비 환자나 장애인의 보행을 지원하는 외골격 로봇에 대해 연구하였다. 2축 자유도를 가진 외골격 로봇 개발 및 관절 운동에 대해 테스트 하였다. 정상적인 사람으로부터 얻어진 EMG 신호를 분석하고, 편마비 환자를 정상적인 사람처럼 보행 할 수 있도록 보조 로봇을 편리하고 자동화된 보행이 되도록 제어신호를 추출 하였다. 편마비 환자의 보행을 위한 기능적 전기 자극(FES)를 사용하는 목적이 손상된 기능을 복원하는 것이다. 그러나 이것은 사용을 잘못하면 환자에게 치명적인 전기 충격을 줄 수 있거나 지속적인 자극으로 근육피로의 원인이 될 수 있다. 최소한의 근육 피로도로 편마비 환자의 편리한 걸음은 제어 신호로 외골격 보조 로봇의 조작을 통해 가능성을 제시하였다. 보행 보조 외골격로봇은 FES 자극기를 사용하는 것보다 보다 효율적으로 동작할 수 있음을 보였다. 본 연구 실험은 앉아, 서, 걷기같이 우리의 생활에 보통의 움직임을 수행하고, 버튼스위치, 피에조 센서와 특별히 피드백 제어 시스템은 부드러운 보행 모션이 되도록 하였다. 그리고 실험결과도 건강한 다리의 근전도 신호를 편마비 환자의 손상된 다리의 보조로봇 시스템의 동작신호로 이용하여 편리하게 이동할 수 있음을 보여준다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제41권9호
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• pp.825-837
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• 2017

본 논문에서는 하지 보행 장애를 가진 환자가 사용하는 크러치에 로봇 기술이 적용된 새로운 타입의 착용식 족형 보행 재활 로봇에 대해 서술하였다. 개발된 로봇의 주된 특징은 크게 세 가지로 나뉜다. 첫 번째, 착용 방식의 특징으로서, 팔꿈치에 착용하여 환자를 보조하는 엘보 크러치와 달리 환자의 가슴부에 족형 로봇을 착용함으로써 보행 시 넓은 가슴 면적으로부터 하중을 분산시키고 팔에 작용하는 집중 하중을 제거하였으며, 팔과 손의 움직임을 자유롭게 하였다. 두 번째, 사용자의 보행 의지를 파악하는 방법으로서, 족형 로봇의 발에 부착된 3축 힘센서를 이용하여 지면 반발력의 크기와 방향으로부터 사용자의 보행의도를 추정하는 알고리즘을 제안하였고 이에 따라 가슴 착용형 로봇을 보행시켰다. 마지막으로, 계단 보행을 위한 근력 강화 방법으로서, 둔턱을 오르내리는 근력 훈련이 가능하도록 바닥 높낮이에 따라 상하 운동 궤적이 변화할 수 있는 둔턱 보행 기능을 구현하였다. 최종적으로 개발된 로봇이 보행 의도를 인지하고 로봇 다리로부터 보행 보조를 효과적으로 수행할 수 있다는 것을 실험을 통하여 확인하였고, 하지 근전도 측정을 통하여 보행 시 로봇이 하지 근력을 보조하는 성능을 정량적으로 검증하였다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.467-468
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• 2016

The importance of the recent manufacturing industry have been made to invest in a lot of assistance and human resource development at the national dimension in which to rise again. However Learned in actual school education kinetic, and the use to how product design structural knowledge, Often it feels vague unlikely whether it is possible to derive an optimal product. In this study, by using the simulation-based Jansen Mechanism designed a walking robot, after optimization of the numerical consideration when designing for optimum walking motion, through simulation through the actual production resulting numerical information is examined whether valid. In addition, through the actual production was walking robot, to verify the validity of the simulation-based design.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.867-868
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• 2013

• 한국생산제조학회지
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• 제26권1호
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• pp.89-99
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• 2017

This paper describes the development of a thigh wearable robot for power assistance during stair climbing. In the wearable robot developed in this study, high-power BLDC motors and high-capacity harmonic reduction gears are used to effectively assist the thigh muscle during stair climbing. In particular, normal ground and stair are distinguished accurately by using wireless smart shoes, and the stair climbing assistance is performed by activating the actuators at an appropriate time. Impedance of the hip joint was effectively reduced by performing friction compensation of the gears, and a wearing adjustment mechanism was designed to fit the robot to the thigh by conveniently modifying the width and tilting angle of the robot using set collars. Consequently, the performance of the developed thigh wearable robot was verified through stair climbing experiments with EMG measurement.