KR20120121958A - 로봇용 힘/토크 센서 및 이를 이용하여 로봇의 보행을 제어하는 방법 - Google Patents

로봇용 힘/토크 센서 및 이를 이용하여 로봇의 보행을 제어하는 방법 Download PDF

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Abstract

로봇용 힘/토크 센서 및 상기 센서에 의해 측정된 값에 따라 로봇의 보행을 제어하는 방법이 개시된다. 상기 로봇의 보행을 제어하는 방법은 로봇의 다리에 설치된 힘/토크 센서를 통하여 상기 로봇의 보행에 따른 지면에 수직한 방향의 회전 토크를 측정하는 단계 및 상기 측정된 회전 토크에 따라 상기 로봇의 상체 관절을 제어하여 상기 로봇의 다리로 가해지는 부하를 조절하는 단계를 포함한다.

Description

로봇용 힘/토크 센서 및 이를 이용하여 로봇의 보행을 제어하는 방법{FORCE/TORQUE SENSOR FOR A ROBOT AND METHOD OF CONTROLLING WALKING OF THE ROBOT USING THE SAME}
본 발명은 로봇용 힘/토크 센서 및 상기 센서에 의해 측정된 값에 따라 로봇의 보행을 제어하는 방법에 관한 것이다.
현재, 로봇은 다양한 용도로 개발되고 있으며, 특히 인간과 비슷한 휴머노이드 로봇이 개발되고 활발히 연구되어지고 있다.
휴머노이드 로봇은 보행에 따라 다리에 가해지는 부하를 고려하여 설계되며, 발목의 동작을 제어하기 위하여 전후 방향 액츄에이터 및 좌우 방향 액츄에이터를 사용한다.
일반적으로, 휴머노이드 로봇의 다리는 발목 관절이 골반이나 무릎과 동일한(유사한) 사이즈로 구현된다. 휴머노이드 로봇의 이러한 다리 구조는 보행시 다리의 종단의 관성이 크기 때문에 로봇의 불안정을 야기시킬 수 있다.
또한, 로봇의 크기가 클수록 발목에 가해지는 부하가 증가되므로, 발목 관절용 액츄에이터들의 사이즈가 증가되고 발목의 부피가 증가될 수밖에 없었다.
본 발명은 액츄에이터들의 사이즈를 감소시키고 다리에 가해지는 부하를 최소화하는 힘/토크 센서 및 이를 이용하여 로봇의 보행을 제어하는 방법을 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 힘/토크 센서를 이용하여 로봇의 보행을 제어하는 방법은 로봇의 다리에 설치된 힘/토크 센서를 통하여 상기 로봇의 보행에 따른 지면에 수직한 방향의 회전 토크를 측정하는 단계; 및 상기 측정된 회전 토크에 따라 상기 로봇의 상체 관절을 제어하여 상기 로봇의 다리로 가해지는 부하를 조절하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 로봇용 힘/토크 센서는 내부 공간이 형성된 센서 몸체; 상기 센서 몸체의 내부 공간 내에 위치하는 부하 연결부; 및 상기 센서 몸체와 상기 부하 연결부 사이에 연결되며 각기 분리된 브릿지들을 포함한다. 여기서, 상기 브릿지들 중 제 1 브릿지의 상면 및 하면 중 적어도 하나에는 지면에 수직한 방향의 힘을 측정하는 제 1 센서부가 배열되고, 상기 브릿지들 중 제 2 브릿지의 측면들 중 적어도 하나에는 상기 지면에 수직한 방향의 회전 토크를 측정하는 제 2 센서부가 배열되며, 상기 제 1 브릿지와 상기 제 2 브릿지는 서로 다른 방향에 배열되면서 다른 사이즈를 가진다.
본 발명에 따른 힘/토크 센서는 발목과 다리 사이에 설치되어 지면에 수직한 방향의 힘 및 전후 방향 토크뿐만 아니라 지면에 수직한 방향의 회전 토크도 측정한다. 결과적으로, 힘/토크 센서는 로봇의 보행에 따른 주요 부하 지점의 힘/토크를 정밀하게 측정할 수 있다.
또한, 상기 측정된 힘/토크를 기초로 로봇의 상체 관절들을 제어하여 다리에 가해지는 부하를 최소화할 수 있다. 결과적으로, 발목용 액츄에이터들의 사이즈 및 다리의 사이즈(다리 구조물 사이즈 또는 로봇의 무게)를 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 힘/토크 센서를 포함하는 로봇의 다리를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 제어하는 과정을 도시한 순서도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정되는 힘/토크를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 힘/토크 센서를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 힘/토크 센서를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 힘/토크 센서를 도시한 사시도이다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 자세히 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 힘/토크 센서를 포함하는 로봇의 다리를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1을 참조하면, 로봇은 예를 들어 이족 보행하는 휴머노이드 로봇이며, 로봇의 다리는 발목(100), 발(102), 힘/토크 센서(104), 커버(106), 전후 방향 관절(108) 및 좌우 방향 관절(110)을 포함한다.
도 1에 도시하지는 않았지만, 로봇의 다리에는 관절들(108 및 110)을 제어하기 위한 2개의 액츄에이터들, 예를 들어 모터들이 설치되어 있다. 하나의 액츄에이터는 구동축(120)을 기준으로 전후 방향 동작을 제어하고, 다른 액츄에이터는 구동축(122)을 기준으로 좌우 방향 동작을 제어한다.
힘/토크 센서(104)는 예를 들어 보행시 로봇의 다리, 특히 발목(100)에 가해지는 힘/토크를 측정하는 3축 센서이며, 발목(100)과 발(102) 사이에 위치한다.
커버(106)는 힘/토크 센서(104)를 덮어서 힘/토크 센서(104)를 외부 환경으로부터 보호하며, 발목(100)과 힘/토크 센서(104)를 연결시킨다.
이하, 이러한 구조를 가지는 로봇에서 다리, 특히 발목(100)에 가해지는 힘/토크를 측정하는 과정, 측정된 힘/토크를 통하여 상기 로봇을 제어하는 과정을 첨부된 도면을 참조하여 상술하겠다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 로봇을 제어하는 과정을 도시한 순서도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 측정되는 힘/토크를 도시한 사시도이다.
도 2를 참조하면, 힘/토크 센서(104)가 도 1에 도시된 바와 같이 로봇의 발목(100)과 발(102) 사이에 설치된다(S200). 힘/토크 센서(104)의 구체적인 구조는 후술하겠다.
이어서, 로봇이 힘/토크 센서(104)가 설치된 상태로 보행하며(S202), 그 결과 소정 부하가 로봇의 다리로 가해진다. 물론, 로봇의 발목(100)의 사이즈는 로봇의 무게 및 높이를 기초로 정해진다.
계속하여, 힘/토크 센서(104)는 로봇의 보행에 따른 힘/토크를 측정한다(S204). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 힘/토크 센서(104)는 도 3에 도시된 바와 같이 지면에 수직한 방향의 힘(300), 지면에 수직한 방향의 회전 토크(302) 및 전후 방향 토크(304)를 측정할 수 있다. 결과적으로, 힘/토크 센서(104)는 로봇의 전후 이동, 좌우 이동 및 회전을 모두 감지할 수 있다. 따라서, 힘/토크 센서(104)는 로봇의 보행에 따른 힘/토크를 정밀하게 측정할 수 있다.
이어서, 힘/토크 측정 센서(104)에 의해 측정된 값이 기준값 이하인지의 여부가 판단된다(S206). 여기서, 상기 기준값은 상기 로봇의 제어가 필요한 지를 결정하는 기준이다.
상기 측정값이 상기 기준값 이하이면, 로봇을 제어할 필요가 없다고 판단하여 단계 S204를 다시 수행한다.
반면에, 상기 측정값이 상기 기준값 보다 크면, 로봇을 제어할 필요가 있다고 판단하여 상기 로봇을 제어한다(S208). 본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇의 발목(100)에 가해지는 부하를 감소시키기 위하여 로봇의 상체의 관절들을 제어할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 단계 S206은 생략될 수 있으며, 즉 상기 기준값과 관계없이 힘/토크 센서(104)에 의해 측정된 힘/토크에 따라 상기 로봇의 발목(100)에 가해지는 부하를 감소시키는 방향으로 상체의 관절들을 제어할 수 있다.
정리하면, 본 실시예의 로봇은 보행에 따른 발목(100)에 가해지는 힘/토크를 측정하고, 측정값에 따라 발목(100)으로 가해지는 부하가 감소되는 방향으로 로봇의 상체 관절들을 제어한다.
이하, 로봇의 상체 관절을 제어하는 방법을 상술하겠다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 발목(100)의 지면에 수직한 방향의 회전 토크(302)를 감소시킬 수 있는 상체의 관절들을 움직이도록 제어한다. 예를 들어, 발목(100)의 회전 토크(302)가 임계값 이상으로 측정되거나 예상되는 경우, 발목(100)의 회전 토크(302)와 관련된 상체의 관절들을 토크 상쇄 방향으로 제어한다. 이 경우, 움직임이 일어나는 관절 이후의 무게와 그 운동량만큼 발목 방향으로 반발력이 발생하고, 이 반발력은 발목(100)의 회전 토크(302)를 감소시킨다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 로봇의 발목(100)에 가해지는 부하를 감소시키기 위하여 팔의 전후 방향 회전 관절, 허리의 지면 수직 방향 회전 관절 및 다리의 지면 수직 방향 골반 회전 관절을 제어한다.
팔의 관절을 제어하는 방법을 살펴보면, 예를 들어 오른발을 들고 전방으로 내딛어 걷는 경우 왼발의 발목(100)에 우측으로 돌아가려는 지면에 수직한 방향의 회전 토크(302)가 발생된다. 이러한 회전 토크(302)를 감소시키기 위하여 왼팔은 앞쪽으로, 오른팔은 뒤쪽으로 흔들어 상체에서 왼쪽으로 회전하려는 지면에 수직한 방향의 회전 토크를 생성시킨다. 결과적으로, 발목(100)의 지면에 수직한 방향의 회전 부하는 팔 관절에서 발생하는 지면에 수직한 방향의 회전 관성만큼 감소하게 된다.
허리 제어 방법을 살펴보면, 팔 관절 제어와 유사하게 발목(100)의 지면에 수직한 방향의 회전 토크(302)를 상쇄시키는 방향으로 허리 관절을 회전시킨다. 결과적으로, 허리 회전에 따른 회전 반발력이 발목의 지면에 수직한 방향의 회전 부하를 감소시킨다.
골반 제어 방법을 살펴보면, 팔 관절 및 허리 관절과 유사하게 다리의 지면에 수직한 방향의 골반 회전 액츄에이터를 제어해 회전 반발력이 발목의 부하를 줄일 수 있는 방향으로 일어나도록 제어한다.
이하, 이족 보행 로봇의 특징 및 이에 따른 본 발명의 효과를 살펴보겠다.
인간과 유사한 방법으로 보행하는 휴머노이드 로봇의 다리에서 지면에 가까울수록 관절에 가해지는 부하가 증가된다. 따라서, 사람의 다리와 달리, 로봇의 다리는 골반, 무릎 및 발목의 사이즈가 크게 다르지는 않다.
로봇의 발목(100)의 크기는 보행시 발생하는 부하에 영향을 받으며, 로봇의 무게 및 높이에 비례하여 증가한다. 다만, 로봇의 발목(100)의 관절(108 및 110)이 골반이나 무릎과 동일한 사이즈로 구현되므로, 보행시 다리의 종단 부분의 관성이 커지게 되어 안전성이 떨어질 수 있다.
또한, 발목(100)의 관절(108 및 110)은 전후 방향 및 좌우 방향의 2개의 액츄에이터들에 의해 제어되며, 로봇의 크기가 클수록 발목(100)에 걸리는 부하가 증가되어 액츄에이터들의 사이즈가 증가하게 된다.
따라서, 발목(100)의 크기를 작게 하기 위해서는 발목(100)으로 가해지는 부하를 감소시켜야 한다. 본 발명의 로봇은 발목(100)으로 가해지는 부하를 감소시키기 위하여 로봇의 상체의 관절들을 제어한다. 실제적으로, 발목(100)으로 가해지는 부하는 상체의 관절들의 움직임과 밀접한 관련이 있다. 예를 들어, 다리나 손을 들거나 허리를 돌릴 때 발생하는 관성 모멘트는 지지하는 다리의 발목(100)에 부하로 작용한다. 여기서, 상기 부하는 전후 방향의 회전 토크(304) 및 지면에 수직한 방향의 회전 토크(302)이다. 특히, 지면에 수직한 방향의 회전 토크(302)는 로봇의 보행시 발생하는 회전 관성 모멘트로 지면에 접한 최초의 관절인 발목(100)에 큰 부하로서 작용한다.
따라서, 로봇의 보행에 따른 지면에 수직한 방향의 회전 토크(302)를 측정할 필요가 있다. 본 발명의 로봇에 설치된 힘/토크 센서(104)는 이러한 지면에 수직한 방향의 회전 토크(302)를 측정하며, 상기 로봇은 상기 측정된 회전 토크(302)의 값을 기초로 로봇의 상체의 관절들을 제어하여 발목(100)으로 가해지는 부하를 최소화시킨다. 결과적으로, 상체의 관절들을 제어하여 발목(100)에 가해지는 부하가 최소화시키므로, 발목(100)의 관절들(108 및 110)을 제어하는 액츄에이터들의 용량이 작아질 수 있다. 즉, 상기 액츄에이터들의 사이즈가 감소할 수 있고, 이로 인하여 발목(100)의 부피 또한 감소할 수 있다.
현재, 지면에 수직한 방향의 회전 토크(302)를 측정하는 기술, 상체를 제어하여 발목(100)에 가해지는 부하를 최소화하는 기술은 존재하지 않는다. 즉, 본 발명의 로봇은 힘/토크 센서(104)를 이용하여 전후 방향의 토크(304), 지면에 수직한 방향의 힘(300) 뿐만 아니라 지면에 수직한 방향의 회전 토크(302)를 측정하는 새로운 기술 및 측정값에 따라 로봇의 상체의 관절들을 제어하는 새로운 기술을 제안한다.
이하, 본 발명의 힘/토크 센서(104)의 다양한 구조들을 첨부된 도면들을 참조하여 상술하겠다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 힘/토크 센서를 도시한 사시도이다.
도 4를 참조하면, 본 실시예의 힘/토크 센서(104)는 센서 몸체(400), 부하 연결부(402), 브릿지들(404a, 404b, 406a 및 406b, 탄성보) 및 센서부들(410, 412, 414 및 416)을 포함한다.
센서 몸체(400)는 힘/토크 센서(104)를 지지하는 역할을 수행하며, 예를 들어 원형 형상을 가진다. 물론, 센서 몸체(400)는 원형 형상이 아닌 사각형 형상 등 다양한 형상들을 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서 몸체(400)에는 내부 공간이 형성된다.
부하 연결부(402)는 센서 몸체(400)의 내부 공간 내에 위치하며, 바람직하게는 내부 공간의 중심에 위치한다. 이러한 부하 연결부(402)는 사각형 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
브릿지들(404a, 404b, 406a 및 406b)은 도 4에 도시된 바와 같이 센서 몸체(400)와 부하 연결부(402) 사이에 형성된다. 예를 들어, 제 1 브릿지(404a), 제 2 브릿지(406a), 제 3 브릿지(404b) 및 제 4 브릿지(406b)는 순차적으로 90도만큼 이격되어 배열될 수 있다. 상세하게는, 제 1 브릿지(404a) 및 제 3 브릿지(404b)는 동일한 방향으로 배열되고, 제 2 브릿지(406a) 및 제 4 브릿지(406b)는 브릿지들(404a 및 404b)과 수직한 방향에서 상호 동일한 방향으로 배열될 수 있다.
센서부들(410, 412, 414 및 416)은 해당 브릿지(404a, 404b, 406a 또는 406b)의 적어도 일면 위에 형성된다. 구체적으로는, 제 1 센서부(410)는 제 1 브릿지(404a)의 상면 및 하면 중 적어도 하나의 면에 형성되고, 제 2 센서부(412)는 제 2 브릿지(406a)의 측면들 중 적어도 하나의 면에 형성된다. 또한, 제 3 센서부(414)는 제 3 브릿지(404b)의 상면 및 하면 중 적어도 하나의 면에 형성되고, 제 4 센서부(416)는 제 4 브릿지(406b)의 측면들 중 적어도 하나의 면에 형성된다. 여기서, 센서부들(410 및 414)은 지면에 수직한 방향의 힘(300)을 측정하며, 센서부들(412 및 416)은 전후 방향 토크(304) 및 지면에 수직한 방향의 회전 토크(302)를 측정한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 센서부들(410, 412, 414 및 416)은 각기 스트레인 게이지로 이루어질 수 있다. 상기 스트레인 게이지는 길이 변형율에 따라 저항의 변화율이 비례하는 저항 특성을 이용하여 힘/토크를 측정할 수 있다. 즉, 센서부들(410, 412, 414 및 416)은 로봇의 보행에 따른 해당 브릿지(404a, 404b, 406a 또는 406b)의 길이 변화를 감지하여 힘/토크를 측정할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 제 1 브릿지(404a) 및 제 3 브릿지(404b)는 높이와 폭이 거의 동일한 직육면체 형상을 가질 수 있다. 이것은 로봇의 발목(100)으로 가해지는 부하에 따라 제 3 브릿지(404b) 및 제 4 브릿지(406b)의 변형을 억제하기 위해서이다.
제 3 브릿지(404b) 및 제 4 브릿지(406b)는 높이가 폭보다 긴 직육면체 형상을 가질 수 있다. 이것은 로봇의 발목(100)으로 가해지는 부하에 따라 제 3 브릿지(404b) 및 제 4 브릿지(406b)의 변형을 최대화하기 위해서이다. 즉, 회전 토크(302)에 대한 측정 감도를 최대로 하기 위해서이다.
정리하면, 본 실시예의 힘/토크 센서(104)는 센서부들(410, 412, 414 및 416)이 형성되는 브릿지들(404a, 404b, 406a 및 406b)을 직육면체 형상으로 구현하며, 발목(100)에 상당한 부하를 가하는 수직 방향의 회전 토크(302)를 측정하기 위하여 브릿지들(406a 및 406b)의 측면들에 센서부들(412 및 416)을 형성한다. 특히, 수직 방향의 회전 토크(302)에 민감하도록 브릿지들(406a 및 406b)의 높이보다 폭이 상당히 작도록 구현한다.
위에서 언급하지는 않았지만, 센서 몸체(400) 및 부하 연결부(402) 상에는 홀들(420 및 422)이 형성된다. 이러한 홀들(420 및 422)은 볼트 등을 이용하여 힘/토크 센서(104)를 발목(100) 및 발(102)에 결합시키기 위해 사용된다.
또한, 센서 몸체(400)의 하면에는 배선용 홈들(424)이 형성될 수 있다. 즉, 센서부들(410, 412, 414 및 416)과 연결된 배선들이 홈들(424)을 통하여 외부로 연결되어 센서부들(410, 412, 414 및 416)에 의해 측정된 결과를 전달한다.
도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 힘/토크 센서를 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 실시예의 힘/토크 센서(104)는 센서 몸체(500), 부하 연결부(502), 브릿지들(504a, 504b, 506a 및 506b) 및 센서부들(510, 512, 514 및 516)을 포함한다.
브릿지들(504a, 504b, 506a 및 506b) 및 센서부들(510, 512, 514 및 516)을 제외한 나머지 구성요소들은 제 1 실시예에서와 동일하므로, 동일한 구성 요소들에 대한 설명은 생략한다.
제 1 브릿지(504a) 및 제 3 브릿지(504b)는 제 1 실시예에서와 유사하게 직육면체 형상을 가진다. 센서부들(510 및 514)는 브릿지들(504a 및 504b)의 상면 및 하면 중 적어도 하나에 형성된다.
제 2 브릿지(506a) 및 제 4 브릿지(506b)는 도 5에 도시된 바와 같이 마름모 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 센서부들(512 및 516)은 브릿지들(506a 및 506b)의 적어도 일면 위에 형성된다. 위와 같이 브릿지들(506a 및 506b)을 마름모 형상으로 하면, 힘/토크 센서(104)는 브릿지들(506a 및 506b) 위에 형성된 센서부들(512 및 516)을 통하여 지면에 수직한 방향의 힘(300), 지면에 수직한 방향의 회전 토크(302) 및 전후 방향 토크(304)를 모두 측정할 수 있다. 물론, 지면에 수직한 방향의 회전 토크(302)의 측정 감도는 저하될 수 있으나, 사용 목적에 따라 지면에 수직한 방향의 회전 토크(302)의 측정 감도가 낮아져도 충분한 로봇의 경우에 사용될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 힘/토크 센서를 도시한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 힘/토크 센서(104)는 센서 몸체(600), 부하 연결부(602), 브릿지들(604a, 604b, 606a 및 606b) 및 센서부들(610, 612, 614 및 616)을 포함한다.
브릿지들(604a, 604b, 606a 및 606b) 및 센서부들(610, 612, 614 및 616)을 제외한 나머지 구성요소들은 제 1 실시예에서와 동일하므로, 동일한 구성 요소들에 대한 설명은 생략한다.
브릿지들(604a, 604b, 606a 및 606b)은 제 1 실시예와 달리 각기 마름모 형상을 가지며, 센서부들(610, 612, 614 및 616)은 브릿지들(604a, 604b, 606a 및 606b)의 적어도 일면 위에 형성된다.
상기한 본 발명의 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대한 통상의 지식을 가지는 당업자라면 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경, 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 하기의 특허청구범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
100 : 발목 102 : 발
104 : 힘/토크 센서 106 : 커버
108 : 전후 방향 관절 110 : 좌우 방향 관절
400 : 센서 몸체 402 : 부하 연결부
404a, 404b, 406a 및 406b : 브릿지 410, 412, 414 및 416 : 센서부
500 : 센서 몸체 502 : 부하 연결부
504a, 504b, 506a 및 506b : 브릿지 510, 512, 514 및 516 : 센서부
600 : 센서 몸체 602 : 부하 연결부
604a, 604b, 606a 및 606b : 브릿지 610, 612, 614 및 616 : 센서부

Claims (12)

  1. 로봇의 다리에 설치된 힘/토크 센서를 통하여 상기 로봇의 보행에 따른 지면에 수직한 방향의 회전 토크를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 회전 토크에 따라 상기 로봇의 상체 관절을 제어하여 상기 로봇의 다리로 가해지는 부하를 조절하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 힘/토크 센서를 이용하여 로봇의 보행을 제어하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 힘/토크 센서는 상기 로봇의 전후 방향 토크 및 수직 방향 힘을 더 측정하고, 상기 측정된 힘/토크가 기준값을 초과하는 경우 상기 로봇의 발목으로 가해지는 부하를 감소시키는 방향으로 상기 로봇의 상체의 관절들을 제어하며, 상기 상체의 관절은 팔 관절, 허리 관절 및 골반 관절 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 힘/토크 센서를 이용하여 로봇의 보행을 제어하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 팔 관절 제어는 내딛는 발과 반대되는 팔을 전방으로 움직여서 상체에서 지면에 수직한 방향의 회전 토크를 생성시키고, 상기 허리 관절 및 상기 골반 관절의 제어는 상기 측정된 수직한 방향의 회전 토크를 상쇄시키는 방향으로 허리를 회전시키며, 상기 골반 관절 제어는 상기 골반에 설치된 액츄에이터를 이용하는 것을 특징으로 하는 힘/토크 센서를 이용하여 로봇의 보행을 제어하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 힘/토크 센서는 3축 힘/토크 센서로서,
    내부 공간이 형성된 센서 몸체;
    상기 센서 몸체의 내부 공간 내에 위치하는 부하 연결부; 및
    상기 센서 몸체와 상기 부하 연결부 사이에 연결되며 각기 분리된 브릿지들을 포함하되,
    상기 브릿지들은 십자 형태로 배열되고, 상기 브릿지들 중 제 1 브릿지와 제 3 브릿지가 동일한 방향으로 배열되며, 상기 브릿지들 중 제 2 브릿지와 제 4 브릿지가 상기 제 1 브릿지와 수직한 방향으로 하여 동일한 방향으로 배열되고, 상기 센서 몸체의 하부에는 배선용 홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 힘/토크 센서를 이용하여 로봇의 보행을 제어하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제 1 브릿지와 상기 제 2 브릿지는 각기 직육면체 형상을 가지며, 상기 제 1 브릿지와 상기 제 2 브릿지는 서로 다른 사이즈를 가지고, 상기 제 1 브릿지의 상면 및 하면에는 각기 스트레인 게이지가 형성되며, 상기 제 2 브릿지의 좌우 측면들에는 각기 상기 회전 토크를 측정하는 스트레인 게이지가 형성되고, 상기 제 2 브릿지의 높이가 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 힘/토크 센서를 이용하여 로봇의 보행을 제어하는 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 제 1 브릿지는 직육면체 형상을 가지고, 상기 제 2 브릿지는 마름모 형상을 가지되,
    상기 제 1 브릿지의 상면 및 하면에는 각기 스트레인 게이지가 형성되며, 상기 제 2 브릿지의 면들에는 상기 회전 토크를 측정하는 스트레인 게이지가 형성되는 것을 특징으로 하는 힘/토크 센서를 이용하여 로봇의 보행을 제어하는 방법.
  7. 제4항에 있어서, 상기 각 브릿지들은 마름모 형상을 가지되,
    상기 브릿지들의 면에는 스트레인 게이지가 형성되는 것을 특징으로 하는 힘/토크 센서를 이용하여 로봇의 보행을 제어하는 방법.
  8. 내부 공간이 형성된 센서 몸체;
    상기 센서 몸체의 내부 공간 내에 위치하는 부하 연결부; 및
    상기 센서 몸체와 상기 부하 연결부 사이에 연결되며 각기 분리된 브릿지들을 포함하되,
    상기 브릿지들 중 제 1 브릿지의 상면 및 하면 중 적어도 하나에는 지면에 수직한 방향의 힘을 측정하는 제 1 센서부가 배열되고, 상기 브릿지들 중 제 2 브릿지의 측면들 중 적어도 하나에는 상기 지면에 수직한 방향의 회전 토크를 측정하는 제 2 센서부가 배열되며, 상기 제 1 브릿지와 상기 제 2 브릿지는 서로 다른 방향에 배열되면서 다른 사이즈를 가지는 것을 특징으로 하는 로봇용 힘/토크 센서.
  9. 제8항에 있어서, 상기 브릿지들은 십자 형태로 배열되고, 상기 브릿지들 중 상기 제 1 브릿지와 제 3 브릿지가 동일한 방향으로 배열되며, 상기 브릿지들 중 상기 제 2 브릿지와 제 4 브릿지가 상기 제 1 브릿지와 수직한 방향으로 하여 동일한 방향으로 배열되고, 상기 센서 몸체의 하부에는 배선용 홈이 형성되며, 상기 센서부들은 스트레인 게이지인 것을 특징으로 하는 로봇용 힘/토크 센서.
  10. 제9항에 있어서, 상기 제 1 브릿지와 상기 제 2 브릿지는 각기 직육면체 형상을 가지며, 상기 제 1 브릿지 및 상기 제 3 브릿지의 상면 및 하면에는 각기 스트레인 게이지가 형성되며, 상기 제 2 브릿지 및 상기 제 4 브릿지의 좌우 측면들에는 각기 상기 회전 토크를 측정하는 스트레인 게이지가 형성되고, 상기 제 2 브릿지 및 상기 제 4 브릿지의 높이는 폭보다 큰 것을 특징으로 하는 로봇용 힘/토크 센서.
  11. 제9항에 있어서, 상기 제 1 브릿지는 직육면체 형상을 가지고, 상기 제 2 브릿지는 마름모 형상을 가지되,
    상기 제 1 브릿지의 상면 및 하면에는 각기 스트레인 게이지가 형성되며, 상기 제 2 브릿지의 면들에는 상기 회전 토크를 측정하는 스트레인 게이지가 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇용 힘/토크 센서.
  12. 제9항에 있어서, 상기 각 브릿지들은 마름모 형상을 가지되,
    상기 브릿지들의 면에는 스트레인 게이지가 형성되는 것을 특징으로 하는 로봇용 힘/토크 센서.





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