[표제지 등]
제출문
핵심기술개발사업 보고서 초록
목차
1. 서론 10
1.1. 연구개발의 필요성 10
1.2. 시장규모 16
1.2.1. 국내 시장규모 16
1.2.2. 세계시장 규모 16
1.3. 지금까지의 연구개발 실적 18
1.3.1. 실외용 보행보조기기 개발 19
2. 기술개발 내용 및 방법 23
2.1. 연구개발 목표 23
2.1.1. 당해연도 연구개발 목표 28
2.1.2. 평가의 착안점 29
2.1.3. 기술개발범위 및 기술개발 수행방법 30
2.2. 기술개발 수행 내용 및 결과 31
2.3. 1차 기구 디자인, 설계 및 제작 31
2.4. 2차 기구 디자인, 설계 및 제작 39
2.5. DSP기반의 임베디드 제어기 개발 44
2.5.1. 제어기 구성 및 개념 설계 44
2.5.2. 모션 제어 시스템 45
2.5.3. 기본 제어 알고리즘 46
2.6. 제어기 및 보행 성능 테스트를 위한 테스트 모듈 개발 48
2.6.1. 테스트 모듈 하드웨어 48
2.6.2. 테스트 모듈 추출 데이터 분석 49
2.7. 사용자 보행 의지 분석 및 보행 안정성 향상 기법 개발 50
2.7.1. 사용자 보행 확인을 위한 핸들바 하드웨어 50
2.7.2. 사용자 보행 확인을 위한 핸들바 소프트웨어 56
2.8. 안정된 보행을 위한 주행 패턴 기법 개발 61
2.8.1. 보행 패턴 알고리즘 61
3. 결과 및 향후계획 64
3.1. 기대 성과 64
3.2. 활용방안 65
표 1.1/3.1. 주요국가 인구구조 및 부양비 11
표 1.2/1.4. 로봇 기술을 이용한 실버산업 관련 시장 전망 12
표 1.3/1.5. 현재 판매 중인 일반적인 보행보조기구 12
표 1.4/1.6.생활지원시스템 관련 전체 시장전망 16
그림 1.1/8.1. 우리나라의 고령인구(65세 이상) 비중 추이 10
그림 1.2/1.9. 수동형 보행보조기기 사례 13
그림 1.3/1.10. 전동 휠체어 사례 13
그림 1.4/1.11. 노인 낙상에 대한 분석 자료 14
그림 1.5/12. 노인 낙상 방지 기구에 대한 필요성 요약 15
그림 1.6/1.13. 실외용 보행보조기기 시장 예측 17
그림 1.7/1.14. 국외 실버케어 지능로봇 시스템 19
그림 1.8/1.15. Guido 19
그림 1.9/1.16. Adaptive Walker 20
그림 1.10/1.17. Robotic Walker 20
그림 1.11/1.18. Hitachi사 20
그림 1.12/1.19. Harunobu System 21
그림 1.13/1.20. Care-O-Bot 22
그림 1.14/1.21. 보행 도우미 로봇 22
그림 1.15/1.22. 간호 로봇 22
그림 2.1. 기구부 개선안 25
그림 2.2. 팔꿈치 지지대 개념도 26
그림 2.3. Wearable 센서 시스템 적용 방안 26
그림 2.4. 둔턱 승월 연구 계획 27
그림 2.5. 둔턱 승월 실험 결과 27
그림 2.6. 턱 극복을 위한 실린더 개념도 28
그림 2.7. 사용자 요구사항 분석 31
그림 2.8. 부축형 보행보조기기 개념도 32
그림 2.9. 보행보조기기 디자인 33
그림 2.10. 1차 기구부 설계도 33
그림 2.11. 1차 기구부 특징 요약 34
그림 2.12. 인휠 모터 및 완충부 34
그림 2.13. 인휠 모터 사양 35
그림 2.14. 구동부 모터 선정 35
그림 2.15. 가변형 지지부 구조 36
그림 2.16. 배터리 선정 36
그림 2.17. 메인 프레임 구조 37
그림 2.18. Front Caster의 구조 37
그림 2.19. Rear Wheel ASSY 38
그림 2.20. 1차 시작품 사양 및 사진 38
그림 2.21. 2차 부축형 보행보조기기 디자인 39
그림 2.22. 지지대 형상 변경 39
그림 2.23. 메인 프레임 구조 변경 40
그림 2.24. 후륜 완충부 구조 변경 40
그림 2.25. 전륜 캐스터 구조 변경 41
그림 2.26. 2차 기구부 전체 구성도 41
그림 2.27. 2차 기구부 Geometry 제원 42
그림 2.28. 2차 시작품 사진 42
그림 2.29. 1단계 시작품과 비교 43
그림 2.30. 모션 제어기 블럭도 44
그림 2.32. 제어 알고리즘의 블록도 46
그림 2.33. Ackerman 구동 모델링 47
그림 2.34. 제어기 성능 평가를 위한 테스트 모듈 48
그림 2.35. 모터에 걸리는 부하에 대한 반응 속도 비교 49
그림 2.36. 정전 용량 검출 센서 50
그림 2.37. 정전용량 검출 센서 하드웨어 결합도 51
그림 2.38. 정전용량 검출센서 회로도 51
그림 2.39. FSR 센서 장착 및 힘 전달 기구도 52
그림 2.40. FSR 센서 회로 설계 53
그림 2.41. 필터처리 전 FSR센서 측정DATA 53
그림 2.42. 필터처리 후 FSR센서 측정DATA 54
그림 2.43. FSR센서 복원력 측정 결과 55
그림 2.44. FSR센서 복원력 측정DATA 55
그림 2.45. DSP 센서 입력부 회로 56
그림 2.46. 정전용량 감지센서 신호 56
그림 2.47. 정전용량 감지센서 하드웨어 필터 57
그림 2.48. 보행보조기기에 정의된 최대 주행 속도 62
그림 2.49. 보행보조기기의 주행 방향 63