중력 보상 기능을 갖는 환자 이승 로봇

스프링·캠 기반 중력 토크 보상 기능을 갖춘 환자 이승 로봇

본 기술은 환자의 이승을 보조하는 로봇에서 링크 구조에 작용하는 중력 토크를 스프링 탄성력과 캠 또는 기어 메커니즘으로 보상하여, 모터와 감속기에 가해지는 부하를 물리적으로 저감시키는 중력 보상 기능을 갖는 환자 이승 로봇입니다.

환자 이승 로봇은 고중량 환자를 이송할 때 고용량 모터와 감속기가 필요하며, 이로 인해 충돌 안전성이 저하되고 에너지 소비가 증가하여 운영 시간이 단축되는 문제점이 있었습니다.

본 기술은 중앙 회전부와 제1·제2 회전 암에 중력 토크 보상부를 설치하고 기준면 유지부를 통해 항상 중력 방향을 지시하도록 제어하여, 가변되는 각도에 따라 슬라이더와 토크 보상 스프링이 보상 토크를 생성해 링크의 부하를 상쇄하는 방식을 제안합니다. 요양 시설과 병원, 재가 돌봄 현장에 적용될 수 있어 저용량 모터로도 안전한 이승이 가능해져 장비 비용과 사고 위험을 함께 낮춥니다.

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Key Features:

• 로봇 본체와 중앙 영역이 본체에 회전 가능하게 결합되는 중앙 회전부
• 중앙 회전부의 양측 말단에 각각 회전 가능하게 결합되는 제1 회전 암 및 제2 회전 암
• 제1·제2 회전 암 각각에 중력에 따른 보상 토크를 제공하는 중력 토크 보상부
• 제1 기준면 및 제2 기준면을 형성하는 기준면 형성부를 포함하여 각도 변화에 따라 보상 토크를 생성

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본 발명은 산업통상자원부의 사람중심 스마트 양팔 이승 보조로봇 개발 지원을 통해 개발되었습니다.