Development of Hip Joint Torque Sensor for Measuring Hip Rotation Force of Walking Assist Robot of Leg Patient

박재훈; 김갑순

doi:10.7736/KSPE.2018.35.8.753

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자료유형: 학술저널

저자정보: 박재훈 (경상대학교) 김갑순 (경상대학교)

저널정보: Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Journal of the Korean Society for Precision Engineering Vol.35 No.8

발행연도: 2018.8

수록면: 753 - 759 (7page)

DOI: 10.7736/KSPE.2018.35.8.753

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In this paper, we designed and fabricated a hip joint torque sensor that can measure the torque applied to the hip joint of a walking assistant robot that can be used by a leg patient. To do this, we modeled the structure of the hip joint torque sensor so that it can be connected to the thigh link and the body of the walking assist robot. We calculated the rated torque of the hip joint torque sensor using computer simulation and determined the size of the torque sensor using a finite element program. The hip joint torque sensor was made by constructing a Wheatstone bridge and attaching a strain gauge. The characteristic test of the fabricated torque sensor was performed using a calibration device, and the reproducibility error and the nonlinearity error of the torque sensor were both less than 0.04%. Therefore, it is proposed that the developed hip joint torque sensor can be attached to the thigh link of the wearable walking assist robot, and the torque sensor can accurately measure the torque applied to the hip joint.

#Torque sensor (토크센서) #Hip joint (고관절) #Walking assist robot (보행보조로봇) #Strain gage (스트레인게이지) #Rated output (정격출력) #No-linearity error (비직선성오차)

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Wang, T., Merlet, J.-P., Sacco, G., Robert, P., Turpin, J.-M., et al., “Walking Analysis of Young and Elderly People by Using an Intelligent Walker ANG,” Robotics and Autonomous Systems, Vol. 75, pp. 96-106, 2016. Terada, H., Zhu, Y., Suzuki, M., Cheng, C., and Takahashi, R., “Developments of a Knee Motion Assist Mechanism for Wearable Robot with a Non-Circular Gear and Grooved Cams,” Mechanisms, Transmissions and Applications, Vol. 3, pp. 69, 2011. Watanabe, H., Tanaka, N., Inuta, T., Saitou, H., and Yanagi, H., “Locomotion Improvement Using a Hybrid Assistive Limb in Recovery Phase Stroke Patients: A Randomized Controlled Pilot Study,” Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, Vol. 95, No. 11, pp. 2006-2012, 2014. Karavas, N., Ajoudani, A., Tsagarakis, N., Saglia, J., Bicchi, A., et al., “Tele-Impedance Based Assistive Control for a Compliant Knee Exoskeleton,” Robotics and Autonomous Systems, Vol. 73, pp. 78-90, 2015. Kubota, S., Nakata, Y., Eguchi, K., Kawamoto, H., Kamibayashi, K., et al., “Feasibility of Rehabilitation Training with a Newly Developed Wearable Robot for Patients with Limited Mobility,” Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, Vol. 94, No. 6, pp. 1080-1087, 2013.

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