하이브리드 대퇴 의지 개발

전만기; 박진국; 배주환; 이희태; 최종문; 정성윤; 김신기; 신현준

doi:10.21288/resko.2019.13.2.246

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자료유형: 학술저널

저자정보: 전만기 (근로복지공단) 박진국 (근로복지공단) 배주환 (근로복지공단) 이희태 (근로복지공단) 최종문 (근로복지공단) 정성윤 (인하대학교) 김신기 (근로복지공단) 신현준 (근로복지공단)

저널정보: 한국재활복지공학회 재활복지공학회논문지 재활복지공학회논문지 제13권 제3호

발행연도: 2019.8

수록면: 246 - 254 (9page)

DOI: 10.21288/resko.2019.13.2.246

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기존의 대퇴 절단자용 수동 가변 댐핑형 의지는 계단 및 경사로 등을 오르기 위한 능동 신전 토크 생성이 불가한 근본적 한계점을 가진다. 최근 국내외 다양한 기관에서 연구를 진행하고 있는 능동형 의지는 모터를 통한 신전 토크 생성으로 계단 및 경사로, 빠른 보행등의 다양한 보행 상황 대응이 가능하다. 그러나 현재까지 과도한 무게와 크기, 배터리 용량의 한계 문제로 최대 2~3시간 연속 사용만이 가능한 것이 현실이며, 사용자가 의지에 맞춰서 걸어야 하는, 인간-기계 협응 문제 또한 대두되고 있다. 본 연구에서는 의지에 탑재된 다양한 센서 신호를 분석하여 보행 상황을 판별하고, 그에 따라 능동 토크를 선택적으로 연결 또는 차단해 에너지 효율을 극대화 할 수 있는 클러치 모듈 기반의 하이브리드 의지를 개발하였다. 본 하이브리드 의지는경사로 및 계단 오름 보행과 같이 체중을 들어 올리는 능동의 동력이 필요한 경우 신전 방향의 무릎 관절 토크를 제공해 이를 극복하며, 평지 보행 시에는 클러치를 이용해 동력을 차단하여 의지의 관성으로만 보행하도록 제어되어 배터리 동력의 소모를 줄이며 최대한 자연스러운 보행이 가능하도록 개발되었다.

#Hybrid Knee Prosthesis #Clutch Module #Active-Passive Mode Transfer #Hydraulic Cylinder Damper #Energy Consumption

참고문헌 (14)

참고문헌 신청

J. L. Prat / 2014 / Non-invasive control interfaces for intention detection in active movement-assistive devices / Journal of NeuroEngineering and Rehabilitation 11(168)

M. Windrich / 2016 / Active lower limb prosthetics : a systematic review of design issues and solutions / BioMedical Engineering OnLine 15(Suppl 3)(140):5~19

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E. C. Martinez-Villalpando / 2011 / Antagonistic active knee prosthesis. A metabolic cost of walking comparison with a variable-damping prosthetic knee / Proceedings of the 2011 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society :8519~8522

E. C. Martinez-Villalpando / 2009 / Agonistantagonist active knee prosthesis : A preliminary study in level-ground walking / Journal of Rehabilitation Research & Development 46(3):361~374

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