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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 李應赫
- 발행연도
- 2016
- 저작권
- 한국산업기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수7
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고령자의 저하된 보행능력을 보조하기 위한 이동보조기기에 대한 관심 및 수요가 증가하고 있다. 이러한 이동보조기기 중 하나인 전동형 보행보조기는 사용자의 보행의지에 따라 구동력 감소로 인해 조작 편의성이 저해되는 문제가 발생한다. 이에 본 논문에서는 전동형 보행보조기 사용자의 조작 편의성 향상을 위하여, 모터에 인가되는 전류를 기반으로 하는 동력 보조 제어 기법을 제안하고자 한다. 제안하는 기법을 수행하기 위해 전류 센서로 측정한 전동기에 인가되는 전류를 통해 사용자의 외력에 의해 감소되는 구동력을 추정하였으며, 이를 이용하여 사용자의 외력에 의해 감소되는 전류에 따른 구동력을 보상하는 알고리즘을 제안한다.
본 논문에서 제안하는 동력 보조 제어 기법의 효용성 검증을 위해 길이가 약 4m인 평지구간에서 알고리즘 적용에 따른 실험을 수행하였으며, 검증을 위해 PWM 인가로 인해 측정되는 전류를 기준으로 정하였다. 수행 결과 동력 보조 제어 기법 적용 전 모터에 인가되는 전류가 기준 전류 보다 평균적으로 195.64mA가 감소하였지만, 적용 후에는 기준 전류 보다 평균적으로 64.95mA 증가한 것을 확인할 수 있었다. 또한 알고리즘 적용 후의 주행시간을 적용 전의 주행시간과 비교하여 보았을 때, 주행시간이 약 51.22% 가량 단축된 것을 확인할 수 있었다.
실험의 수행 결과, 동력 보조 기법을 적용하였을 경우, 사용자 외력에 따른 구동력이 보조되는 것을 확인하여, 안정적인 것을 확인하였다. 이를 통해 동력 보조 기법으로 인해 사용자의 조작 편의성이 향상될 것으로 확인되었다.
본 논문에서 제안하는 동력 보조 제어 기법의 효용성 검증을 위해 길이가 약 4m인 평지구간에서 알고리즘 적용에 따른 실험을 수행하였으며, 검증을 위해 PWM 인가로 인해 측정되는 전류를 기준으로 정하였다. 수행 결과 동력 보조 제어 기법 적용 전 모터에 인가되는 전류가 기준 전류 보다 평균적으로 195.64mA가 감소하였지만, 적용 후에는 기준 전류 보다 평균적으로 64.95mA 증가한 것을 확인할 수 있었다. 또한 알고리즘 적용 후의 주행시간을 적용 전의 주행시간과 비교하여 보았을 때, 주행시간이 약 51.22% 가량 단축된 것을 확인할 수 있었다.
실험의 수행 결과, 동력 보조 기법을 적용하였을 경우, 사용자 외력에 따른 구동력이 보조되는 것을 확인하여, 안정적인 것을 확인하였다. 이를 통해 동력 보조 기법으로 인해 사용자의 조작 편의성이 향상될 것으로 확인되었다.
목차
제 1 장 서 론 1제 2 장 사용자와 보행보조기간 작용하는 힘 4제 1 절 외력에 의한 보행보조기 토크 4제 2 절 보행보조기에 적용되는 사용자의 미는 힘 6제 3 절 사용자와 보행보조기간의 기구학적 모델링 6제 3 장 사용자의 외력 및 토크 추정 방법 12제 1 절 모터에 인가되는 전류를 이용한 사용자의 외력 추정 기법 12제 2 절 선형화된 전류를 이용한 토크 분석 17제 4 장 동력 보조 제어 기법 22제 1 절 동력 보조 시스템 구성도 22제 2 절 동력 보조 제어 알고리즘 29제 5 장 실험 및 고찰 31제 1 절 실험 환경 구성 및 방법 31제 2 절 사용자의 외력에 따른 동력 보조 기법 실험 34제 6 장 결 론 41참 고 문 헌 43ABSTRACT 45
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