KR101765952B1 - Method and apparatus for controlling wearable robot - Google Patents

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이석원
양우성
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현대자동차주식회사
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Abstract

컨트롤러에서 출력되는 요청토크(Ta)를 로봇의 구동부에 입력하는 입력단계; 상기 로봇의 구동부에서 출력되는 출력토크(Tm)를 출력 각가속도로 환산하는 환산단계; 착용자가 로봇의 구동부에 인가하는 인적토크(Th)를 입력으로 하고 가상 각가속도를 출력으로 하는 가상 어드미턴스 모델의 댐핑 파라미터를 상기 출력 각가속도를 통해 수정하는 수정단계; 및 상기 가상 어드미턴스 모델의 가상 각가속도와 로봇의 구동부에서 출력되는 출력 각가속도를 합산하여 상기 컨트롤러에 입력하고, 컨트롤러에서 요청토크(Ta)를 출력하는 출력하는 출력단계;를 포함하는 착용식 로봇의 제어방법 및 제어장치가 소개된다.Input step of inputting requested torque (T a) is output from the controller to the drive unit of the robot; Converting the output torque (T m ) output from the driving unit of the robot into an output angular acceleration; A correction step of correcting a damping parameter of a virtual admittance model in which a wearer applies a human torque (T h ) applied to a driving part of the robot as an input and outputs a virtual angular acceleration as an output through the output angular acceleration; And an output step of summing the virtual angular acceleration of the virtual admittance model and the output angular acceleration output from the driving unit of the robot and inputting the sum to the controller and outputting the requested torque T a from the controller Method and control device are introduced.

Description

착용식 로봇의 제어방법 및 제어장치 {METHOD AND APPARATUS FOR CONTROLLING WEARABLE ROBOT}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a control method for a wearable robot,

본 발명은 외골격 형태의 착용식 로봇에서 사람의 동작 의도를 실시간으로 반영하고 그것의 민감도를 조절함으로써 로봇에 의한 저항 반력을 최소화하기 위한 착용식 로봇의 제어방법 및 제어장치에 관한 것이다.
The present invention relates to a control method and a control apparatus for a wearable robot for minimizing a resistance reaction force by a robot by reflecting a human motion intention in real time in a wearable robot of the exoskeleton type and adjusting the sensitivity thereof.

기존의 착용식 로봇은 오직 사용자가 가한 힘에 대해 조인트 토크를 계산하여 로봇을 구동시키는 알고리즘이 대부분이며, 이 경우 로봇에 의한 커다란 저항 반력이 사람에게 반작용 되어 돌아온다.Conventional wearable robots are mostly algorithms that calculate the joint torque for the force exerted by the user and drive the robot. In this case, a large reaction force of the robot is reacted to the user and returned.

따라서, 이러한 사람에게 가해지는 반작용을 최소한도로 해소하여 착용식 로봇을 사용함에 있어 불편함을 줄일 필요가 있었다.Therefore, it is necessary to reduce the inconvenience in using the wearable robot by eliminating the reaction applied to such a person to a minimum.

그러나 종래에는 이러한 반력을 줄이기 위한 제어방법론이 전무 하였는바, 본 발명을 통해 이를 제안하고자 한다.
However, in the past, there has been no control methodology for reducing the reaction force, so that the present invention is proposed.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
It should be understood that the foregoing description of the background art is merely for the purpose of promoting an understanding of the background of the present invention and is not to be construed as an admission that the prior art is known to those skilled in the art.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 사람과 로봇 사이의 가상 어드미턴스 모델의 목표 파라미터를 특정 규칙에 의해 가변시킴으로써, 사람이 느끼게 되는 로봇에 의한 저항 반력을 최소화시키기 위한 착용식 로봇의 제어방법 및 제어장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to solve such a problem, and it is an object of the present invention to provide a control method of a wearable robot for minimizing a resistance reaction force by a robot felt by a person by changing a target parameter of a virtual admittance model between a person and a robot, And to provide a method and a control apparatus therefor.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 착용식 로봇의 제어방법은, 컨트롤러에서 출력되는 요청토크(Ta)를 로봇의 구동부에 입력하는 입력단계; 상기 로봇의 구동부에서 출력되는 출력토크(Tm)를 출력 각가속도로 환산하는 환산단계; 착용자가 로봇의 구동부에 인가하는 인적토크(Th)를 입력으로 하고 가상 각가속도를 출력으로 하는 가상 어드미턴스 모델의 댐핑 파라미터를 상기 출력 각가속도를 통해 수정하는 수정단계; 및 상기 가상 어드미턴스 모델의 가상 각가속도와 로봇의 구동부에서 출력되는 출력 각가속도를 합산하여 상기 컨트롤러에 입력하고, 컨트롤러에서 요청토크(Ta)를 출력하는 출력하는 출력단계;를 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of controlling a wearable robot, the method comprising : inputting a requested torque (Ta) output from a controller to a driving unit of a robot; Converting the output torque (T m ) output from the driving unit of the robot into an output angular acceleration; A correction step of correcting a damping parameter of a virtual admittance model in which a wearer applies a human torque (T h ) applied to a driving part of the robot as an input and outputs a virtual angular acceleration as an output through the output angular acceleration; And an output step of summing up the virtual angular acceleration of the virtual admittance model and the output angular acceleration output from the driving part of the robot, inputting the sum to the controller, and outputting the requested torque T a at the controller.

상기 환산단계는 로봇의 구동부에서 출력되는 출력전류(i)로부터 출력토크(Tm)를 환산할 수 있다.The conversion step may convert the output torque (T m ) from the output current (i) output from the driving unit of the robot.

상기 환산단계는 상기 출력토크(Tm)를 입력으로 하고 출력 각가속도를 출력으로 하는 출력 어드미턴스 모델을 통하여 출력 각가속도를 환산할 수 있다.The conversion step may convert the output angular acceleration through the output admittance model in which the output torque T m is input and the output angular velocity is output.

상기 출력 어드미턴스 모델은 하기의 식으로 표현될 수 있다.The output admittance model can be expressed by the following equation.

Figure 112011094607844-pat00001
Figure 112011094607844-pat00001

상기 가상 어드미턴스 모델은 하기의 식으로 표현될 수 있다.The virtual admittance model can be expressed by the following equation.

Figure 112017036874123-pat00011
Figure 112017036874123-pat00011

한편, 상기 착용식 로봇의 제어방법을 수행하기 위한 제어장치는, 착용자가 로봇에 가하는 인적토크(Th)를 측정하는 센서부; 모터로 구성되어 로봇의 관절을 구동시키는 구동부; 및 상기 구동부에 입력되는 요청토크(Ta)를 출력하는 구동부 컨트롤러가 구비되고, 구동부에서 출력되는 출력토크(Tm)를 출력 각가속도로 환산하며, 인적토크(Th)를 입력으로 하고 가상 각가속도를 출력으로 하는 가상 어드미턴스 모델의 댐핑 파라미터를 출력 각가속도를 통해 수정하고, 가상 각가속도와 출력 각가속도를 합산하여 컨트롤러에 입력하는 주제어부;를 포함한다.Meanwhile, a control device for performing the control method of the wearable robot includes a sensor unit for measuring a human torque (T h ) applied by the wearer to the robot; A drive unit configured to be driven by a motor to drive joints of the robot; And a driving unit controller for outputting the requested torque T a input to the driving unit, wherein the output torque T m output from the driving unit is converted into an output angular acceleration, and a human torque T h is input, And a main control part for inputting the sum of the virtual angular acceleration and the output angular acceleration to the controller.

상기 센서부는 압력센서 또는 FT(Force Torque)센서로서 착용자가 로봇에 가하는 인적토크(Th)를 측정할 수 있다.
The sensor unit is a pressure sensor or an FT (Force Torque) sensor, and can measure the human torque (T h ) applied by the wearer to the robot.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 착용식 로봇의 제어방법 및 제어장치에 따르면, 사람과 로봇 사이의 가상 어드미턴스 모델의 목표 파라미터인 Md, Bd, Kd를 설정하고, 댐핑계수인 Bd를 로봇 조인트의 각속도와, 출력 어드미턴스 모델을 통해 얻어진 가변 규칙에 의하여 파라미터가 업데이트되어 착용자에게 가해지는 저항 반력을 최소화함으로써 부드러운 동작이 가능하다.According to the control method and apparatus for a wearable robot having the above structure, the target parameters Md, Bd, and Kd of the virtual admittance model between the human and the robot are set, and the damping coefficient Bd is set to the angular velocity of the robot joint , The parameter is updated according to the variable rule obtained through the output admittance model, so that a smooth operation is possible by minimizing the resistance reaction force applied to the wearer.

또한, 착용자에 의한 로봇의 동작 생성 시 인체와 로봇 관절 전체의 구속이 아닌 끝단 구속만을 통해 착용자의 동작 의도를 로봇에 전달할 수 있으며, 착용자 의도의 민감도를 조절하여 착용자에게 가해지는 저항 반력을 최소화함으로써, 장시간 구동 시 착용자에게 피로감을 덜어 줄 수 있다.
In addition, when the operation of the robot is generated by the wearer, the motion intention of the wearer can be transmitted to the robot through the end restraint rather than the restraint of the entire body of the robot and the robot, and the resistance reaction force applied to the wearer can be minimized by controlling the sensitivity of the wearer's intention , It can alleviate fatigue to the wearer when driving for a long time.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용식 로봇의 제어방법의 블록도.1 is a block diagram of a method of controlling a wearable robot according to an embodiment of the present invention;

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 착용식 로봇의 제어방법 및 제어장치에 대하여 살펴본다.Hereinafter, a method and apparatus for controlling a wearable robot according to a preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 착용식 로봇의 제어방법의 블록도로서, 본 발명의 착용식 로봇의 제어방법은, 컨트롤러에서 출력되는 요청토크(Ta)를 로봇의 구동부에 입력하는 입력단계; 상기 로봇의 구동부에서 출력되는 출력토크(Tm)를 출력 각가속도로 환산하는 환산단계; 착용자가 로봇의 구동부에 인가하는 인적토크(Th)를 입력으로 하고 가상 각가속도를 출력으로 하는 가상 어드미턴스 모델의 댐핑 파라미터를 상기 출력 각가속도를 통해 수정하는 수정단계; 및 상기 가상 어드미턴스 모델의 가상 각가속도와 로봇의 구동부에서 출력되는 출력 각가속도를 합산하여 상기 컨트롤러에 입력하고, 컨트롤러에서 요청토크(Ta)를 출력하는 출력하는 출력단계;를 포함한다.FIG. 1 is a block diagram of a method of controlling a wearable robot according to an embodiment of the present invention. The control method for a wearable robot according to the present invention includes inputting a requested torque T a output from a controller to a drive unit of a robot An input step; Converting the output torque (T m ) output from the driving unit of the robot into an output angular acceleration; A correction step of correcting a damping parameter of a virtual admittance model in which a wearer applies a human torque (T h ) applied to a driving part of the robot as an input and outputs a virtual angular acceleration as an output through the output angular acceleration; And an output step of summing up the virtual angular acceleration of the virtual admittance model and the output angular acceleration output from the driving part of the robot, inputting the sum to the controller, and outputting the requested torque T a at the controller.

도시된 바와 같이 본 발명의 착용식 로봇의 제어장치는 센서부와 구동부 및 주제어부로 나뉘는데, 센서부에서는 착용자가 로봇에 가하는 인적토크(Th)를 측정한다. 일반적으로 로봇은 각 관절에 모터를 통한 구동력이 전달되어 관절이 움직이는 것으로 구동되는데, 실제 착용식 로봇의 경우 이러한 구동부의 출력과 사람이 움직이는 힘이 합산되어 로봇이 움직이게 된다.As shown in the figure, the control apparatus of the wearable robot of the present invention is divided into a sensor unit, a driving unit, and a main control unit. In the sensor unit, the wearer measures a human torque (T h ) applied to the robot. Generally, a robot is driven by moving a joint through a motor by driving force through a motor. In the case of a practical wearing robot, the output of the driving unit and the force of a person move together to move the robot.

따라서 구동부 즉, 관절을 예로 들면, 관절에는 모터에 의한 힘과 사람에 의한 작동력이 함께 전달되는 것이다. 그리고 그 모터에 의한 구동력은 센서부를 통하여 측정된 사람의 힘을 측정하여 그에 따라 모터토크를 제어하는 것이다.Therefore, when the driving part, that is, the joint, is taken as an example, the force by the motor and the actuating force by the person are transmitted to the joint. The driving force of the motor measures the force of the person measured through the sensor unit and controls the motor torque accordingly.

한편, 구동부은 컨트롤러로부터 신호를 받아 모터를 제어하는데, 먼저 컨트롤러에서 출력되는 요청토크(Ta)를 로봇의 구동부에 입력하는 입력단계;를 수행한다.On the other hand, to control the motor receives a signal from gudongbueun controller, a first input step of inputting the requested torque (T a) is output from the controller to the drive unit of the robot; performs.

구동부에서는 그러한 요청토크(Ta)에 따라 모터를 구동하고 그에 착용자의 작용힘이 가산되어 실제 구동을 하게 된다. 따라서 이러한 구동부의 출력은 도시된 바와 같이 관절 자체의 회전에 의한 각속도와 각가속도로 도출되고, 또는 모터의 구동에 의한 출력전류로 도출된다고 볼 수도 있을 것이다.The drive unit drives the motor in accordance with the requested torque T a , and the acting force of the wearer is added to the motor to perform actual driving. Accordingly, the output of the driving unit may be derived from the angular velocity and the angular acceleration due to the rotation of the joint itself, or may be derived from the output current due to the driving of the motor.

본 발명에서는 이러한 상기 로봇의 구동부에서 출력되는 출력토크(Tm)를 출력 각가속도로 환산하는 환산단계;를 수행한다.
In the present invention, a conversion step of converting the output torque T m output from the driving unit of the robot into an output angular acceleration is performed.

환산단계에서는 일 예로 로봇의 구동부에서 출력되는 출력전류(i)로부터 출력토크(Tm)를 환산하도록 하는 것이 가능하다. 구체적으로는 출력전류에 미리 정해진 모터계수를 곱하고 이를 통해 출력토크(Tm)로 환산하며, 이를 다시 출력 어드미턴스 모델에 입력하여 출력 각가속도를 도출한다. 즉, 모터의 출력전류로부터 출력 각가속도를 얻어내는 것이다. 이는 실제 구동부가 어느 정도의 비율의 힘으로 움직이는지를 말하는 척도라고 할 것이다.In the conversion step, for example, it is possible to convert the output torque (T m ) from the output current (i) output from the driving unit of the robot. More specifically, the output current is multiplied by a predetermined motor coefficient to convert it into an output torque T m , which is then input to the output admittance model to derive an output angular acceleration. That is, the output angular acceleration is obtained from the output current of the motor. This is a measure of how much the actual drive moves with a certain percentage of the force.

그리고나서, 착용자가 로봇의 구동부에 인가하는 인적토크(Th)를 입력으로 하고 가상 각가속도를 출력으로 하는 가상 어드미턴스 모델을 통해 가상 각가속도를 출력한다. 그런데 이러한 가상 어드미턴스 모델의 파라미터 중 댐핑 파라미터를 상기 출력 각가속도를 통해 수정하는 수정단계;를 거침으로써 민감도를 조정하는 것이다. 즉, 착용자가 작용하고자 하는 의도라고 볼 수 있는 인적토크(Th)가 커질 경우 그만큼 착용자는 좀 더 빠르게 로봇을 구동하고자 하는 의도라고 볼 수 있다.Then, the virtual angular acceleration is outputted through the virtual admittance model in which the wearer applies the human torque (T h ) applied to the driving part of the robot as an input and outputs the virtual angular acceleration as the output. However, the sensitivity is adjusted by modifying the damping parameter among the parameters of the virtual admittance model through the output angular acceleration. In other words, if the human torque (T h ), which is considered to be the intention of the wearer, increases, the wearer may intend to drive the robot more quickly.

이 경우에는 구동부의 출력이라고 할 수 있는 출력 각가속도가 커질 것이고, 그에 따라 가상 어드미턴스 모델의 댐핑 파라미터를 감소시켜 그만큼 응답이 빨라지도록 하는 것이다. 그에 따라 가상 어드미턴스 모델로부터 출력되어 컨트롤러에 입력되는 가상 각가속도는 그만큼 원하는 목표에 빠르게 수렴한다고 볼 수 있다. 그에 따라 사람의 의도가 반영되어 로봇의 구동부는 좀 더 빨리 목표로 하는 힘을 내게 되는 것이고 착용자에 가해지는 반력이 감소되는 것이다.In this case, the output angular acceleration, which can be referred to as the output of the driving unit, will be increased, thereby decreasing the damping parameter of the virtual admittance model and accelerating the response accordingly. Thus, the virtual angular acceleration output from the virtual admittance model and input to the controller can be seen to converge quickly to a desired target. Accordingly, the intention of the person is reflected, and the driving part of the robot gives a target force more quickly, and the reaction force applied to the wearer is reduced.

반대로, 착용자가 가하는 인적토크가 작다면 그만큼 모터의 출력은 늦게 목표값에 수렴하도록 하여 착용자의 의도 즉, 착용자가 로봇에 가하는 작동력에 따라 로봇의 반응 민감도가 달라지게 하고, 이를 통해 궁극적으로는 착용자에 가해지는 반력을 줄일 수 있게 되는 것이다.On the other hand, if the human torques applied by the wearer are small, the output of the motor converges to the target value so that the responsiveness of the robot is changed according to the intention of the wearer, that is, the operating force applied by the wearer to the robot, It is possible to reduce the reaction force exerted on the body.

이러한 가상 어드미턴스 모델의 가상 각가속도에서 로봇의 구동부에서 출력되는 출력 각가속도를 뺀 값을 상기 컨트롤러에 입력하고, 컨트롤러에서는 요청토크(Ta)를 출력하는 출력하는 출력단계;를 수행한다. 그리고 그 요청토크에 의해 다시 처음으로 돌아가 지속적으로 루프를 돌며 제어를 하는 것이다.The controller inputs a value obtained by subtracting the output angular acceleration output from the driving section of the robot from the virtual angular acceleration of the virtual admittance model to the controller and outputs the requested torque T a . Then, by the request torque, it returns to the beginning and continues to loop and control.

이러한 착용식 로봇의 제어방법 및 제어장치에 따르면, 사람과 로봇 사이의 가상 어드미턴스 모델의 목표 파라미터인 Md, Bd, Kd를 설정하고, 댐핑계수인 Bd를 로봇 조인트의 각속도와, 출력 어드미턴스 모델을 통해 얻어진 가변 규칙에 의하여 파라미터가 업데이트되어 착용자에게 가해지는 저항 반력을 최소화함으로써 부드러운 동작이 가능해지고, 착용자 의도의 민감도를 조절하여 착용자에게 가해지는 저항 반력을 최소화함으로써, 장시간 구동 시 착용자에게 피로감을 덜어 줄 수 있다.
According to the control method and apparatus for controlling the wearable robot, the target parameters Md, Bd, and Kd of the virtual admittance model between the human and the robot are set, and the damping coefficient Bd is obtained through the angular velocity of the robot joint and the output admittance model The parameter is updated according to the obtained variable rule to minimize the resistance reaction force applied to the wearer so that the smooth operation is enabled and the resistance reaction force applied to the wearer is minimized by adjusting the sensitivity of the wearer's intention, .

한편, 상기 환산단계는 상기 출력토크(Tm)를 입력으로 하고 출력 각가속도를 출력으로 하는 출력 어드미턴스 모델을 통하여 출력 각가속도를 환산하는데, 출력 어드미턴스 모델은 하기의 수학식 1로 표현될 수 있다.Meanwhile, the conversion step converts the output angular acceleration through an output admittance model in which the output torque T m is input and the output angular acceleration is output, and the output admittance model can be expressed by the following equation (1).

Figure 112011094607844-pat00003
Figure 112011094607844-pat00003

그리고, 가상 어드미턴스 모델은 하기의 수학식 2로 표현될 수 있다.The virtual admittance model can be expressed by the following equation (2).

Figure 112017036874123-pat00012
Figure 112017036874123-pat00012

상기 출력 각가속도는 가상 어드미턴스 모델의 댐핑 파라미터에 영향을 주도록하고 구체적으로는 출력 각가속도가 클수록 댐핑 파라미터가 감소하여 초기 반응이 빠르게 나타날 수 있도록 하는 것이다. 즉, 로봇의 구동부를 동작시키는 척도는 센싱된 착용자의 인적토크이나, 그 인적토크의 반영에 있어 민감도를 조절하도록 하는 것이다. 여기서

Figure 112017036874123-pat00010
는 출력 각가속도가 댐핑 파라미터에 영향을 주는 민감도 반영 계수로서, 사용자가 설정할 수 있는 값이다.The output angular acceleration affects the damping parameter of the virtual admittance model. Specifically, as the output angular acceleration increases, the damping parameter decreases, so that the initial reaction can be rapidly displayed. That is, the scale for operating the driving portion of the robot controls the sensitivity of the sensed wearer's human torques or the human torques. here
Figure 112017036874123-pat00010
Is a sensitivity reflection coefficient that affects the damping parameter of the output angular acceleration, and is a value that can be set by the user.

이러한 제어방법을 구현하기 위한 본 발명의 착용식 로봇 제어장치는, 착용자가 로봇에 가하는 인적토크(Th)를 측정하는 센서부(100); 모터로 구성되어 로봇의 관절을 구동시키는 구동부(300); 및 상기 구동부(300)에 입력되는 요청토크(Ta)를 출력하는 구동부 컨트롤러(520)가 구비되고, 구동부(300)에서 출력되는 출력토크(Tm)를 출력 각가속도로 환산하며, 인적토크(Th)를 입력으로 하고 가상 각가속도를 출력으로 하는 가상 어드미턴스 모델(540)의 댐핑 파라미터를 출력 각가속도를 통해 수정하고, 가상 각가속도와 출력 각가속도를 합산하여 컨트롤러(520)에 입력하는 주제어부(500);를 포함한다. 그리고, 상기 센서부(100)는 압력센서 또는 FT(Force Torque)센서로서 착용자가 로봇에 가하는 인적토크(Th)를 측정하도록 할 수 있다.
In order to implement such a control method, the wearable robot control apparatus of the present invention includes a sensor unit 100 for measuring a human torque (T h ) applied to a robot by a wearer; A driving unit 300 composed of a motor and driving the joint of the robot; And a driving unit controller 520 for outputting a requested torque T a input to the driving unit 300. The output torque T m output from the driving unit 300 is converted into an output angular acceleration, the main control unit (500 to the T h) in the input and modify the damping parameters of the virtual admittance model 540 of the virtual angular acceleration as an output via an output angular acceleration, and adding the virtual angular acceleration and the output angular acceleration and input to the controller 520) . The sensor unit 100 may be a pressure sensor or an FT (Force Torque) sensor, and may measure a human torque T h applied to the robot by the wearer.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to specific embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the following claims It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

100 : 센서부 300 : 구동부
500 : 주제어부 520 : 컨트롤러
540 : 가상 어드미턴스 모델 560 : 출력 어드미턴스 모델100: sensor unit 300:
500: main control unit 520: controller
540: Virtual admittance model 560: Output admittance model

Claims (7)

컨트롤러에서 출력되는 요청토크(Ta)를 로봇의 구동부에 입력하는 입력단계;
상기 로봇의 구동부에서 출력되는 출력토크(Tm)를 출력 각가속도로 환산하는 환산단계;
착용자가 로봇의 구동부에 인가하는 인적토크(Th)를 입력으로 하고 가상 각가속도를 출력으로 하는 가상 어드미턴스 모델의 댐핑 파라미터를 상기 출력 각가속도를 통해 수정하는 수정단계; 및
상기 가상 어드미턴스 모델의 가상 각가속도와 로봇의 구동부에서 출력되는 출력 각가속도를 합산하여 상기 컨트롤러에 입력하고, 컨트롤러에서 요청토크(Ta)를 출력하는 출력하는 출력단계;를 포함하는 착용식 로봇의 제어방법.Input step of inputting requested torque (T a) is output from the controller to the drive unit of the robot;
Converting the output torque (T m ) output from the driving unit of the robot into an output angular acceleration;
A correction step of correcting a damping parameter of a virtual admittance model in which a wearer applies a human torque (T h ) applied to a driving part of the robot as an input and outputs a virtual angular acceleration as an output through the output angular acceleration; And
Method of controlling a wearable robot including a; the imaginary admittance model of the virtual angular acceleration and outputs an output step of which by summing the output angular acceleration outputted from the driving unit of the robot input to the controller and to output a requested torque (T a) on the controller . 청구항 1에 있어서,
상기 환산단계는 로봇의 구동부에서 출력되는 출력전류(i)로부터 출력토크(Tm)를 환산하는 것을 특징으로 하는 착용식 로봇의 제어방법.The method according to claim 1,
Wherein the conversion step converts the output torque (T m ) from the output current (i) output from the driving unit of the robot. 청구항 1에 있어서,
상기 환산단계는 상기 출력토크(Tm)를 입력으로 하고 출력 각가속도를 출력으로 하는 출력 어드미턴스 모델을 통하여 출력 각가속도를 환산하는 것을 특징으로 하는 착용식 로봇의 제어방법.The method according to claim 1,
Wherein the conversion step converts the output angular acceleration through an output admittance model in which the output torque T m is input and the output angular velocity is output. 청구항 3에 있어서,
상기 출력 어드미턴스 모델은 하기의 식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 착용식 로봇의 제어방법.
Figure 112011094607844-pat00005
The method of claim 3,
Wherein the output admittance model is expressed by the following equation.
Figure 112011094607844-pat00005
 청구항 1에 있어서,
상기 가상 어드미턴스 모델은 하기의 식으로 표현되는 것을 특징으로 하는 착용식 로봇의 제어방법.
Figure 112017036874123-pat00013
The method according to claim 1,
Wherein the virtual admittance model is expressed by the following equation.
Figure 112017036874123-pat00013
 착용자가 로봇에 가하는 인적토크(Th)를 측정하는 센서부(100);
모터로 구성되어 로봇의 관절을 구동시키는 구동부(300); 및
상기 구동부(300)에 입력되는 요청토크(Ta)를 출력하는 구동부 컨트롤러(520)가 구비되고, 구동부(300)에서 출력되는 출력토크(Tm)를 출력 각가속도로 환산하며, 인적토크(Th)를 입력으로 하고 가상 각가속도를 출력으로 하는 가상 어드미턴스 모델(540)의 댐핑 파라미터를 출력 각가속도를 통해 수정하고, 가상 각가속도와 출력 각가속도를 합산하여 컨트롤러(520)에 입력하는 주제어부(500);를 포함하는 착용식 로봇의 제어장치.A sensor unit 100 for measuring a human torques T h applied by the wearer to the robot;
A driving unit 300 composed of a motor and driving the joint of the robot; And
The driving unit controller 520 outputs the requested torque T a input to the driving unit 300 and converts the output torque T m output from the driving unit 300 into an output angular acceleration, h) a a and the main control unit 500 for input to the controller 520, the damping parameter and the correction through an output angular acceleration, by summing the virtual angular acceleration and the output angular acceleration of the virtual admittance model 540 of the virtual angular acceleration as an output type; And a controller for controlling the wearable robot. 청구항 6에 있어서,
상기 센서부(100)는 압력센서 또는 FT(Force Torque)센서로서 착용자가 로봇에 가하는 인적토크(Th)를 측정하는 것을 특징으로 하는 착용식 로봇의 제어장치.The method of claim 6,
Wherein the sensor unit (100) is a pressure sensor or an FT (Force Torque) sensor, and measures a human torque (T h ) applied by the wearer to the robot.
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