맞춤형 지지 신발과 유연한 연결 스트랩은 인간 사용자와 하지 외골격 간의 주요 물리적 인터페이스 역할을 합니다. 이들의 핵심 역할은 로봇의 기계적 토크를 사용자의 사지로 효과적으로 전달하면서 결합된 인간-기계 시스템의 구조적 무결성을 유지하는 것입니다.
이러한 구성 요소의 중요한 가치는 신뢰성에 있습니다. 연결 미끄러짐과 관절 부정렬을 방지하여 로봇 동력이 낭비되거나 잠재적인 부상으로 이어지는 대신 안전하고 효과적인 재활 훈련으로 전환되도록 보장합니다.
상호작용의 역학
효율적인 토크 전달
외골격의 근본적인 목적은 사용자의 움직임을 돕기 위해 힘을 가하는 것입니다. 신발과 스트랩은 이 에너지의 전송 시스템 역할을 합니다.
이들은 로봇이 생성한 기계적 토크를 하지로 직접 효과적으로 전달하는 역할을 합니다. 이 견고한 연결 없이는 로봇의 동력이 인간의 움직임으로 전환되지 않을 것입니다.
일관된 시스템 생성
외골격이 작동하려면 인간과 기계가 하나의 단위로 움직여야 합니다. 이러한 구성 요소는 두 개체를 단일하고 일관된 인간-기계 시스템으로 결합합니다.
생물학적 조직과 기계적 구조 사이의 간극을 연결함으로써 외골격이 신체의 진정한 확장 역할을 할 수 있도록 합니다.
시스템 안정성 및 안전 보장
관절 부정렬 방지
외골격 사용의 주요 위험은 로봇 관절과 사용자 관절 간의 불일치입니다.
맞춤형 지지 신발은 올바른 관절 정렬을 유지하는 데 도움이 되는 안정적인 앵커를 제공합니다. 이는 비효과적인 훈련이나 신체적 긴장을 유발할 수 있는 움직임 중의 편차를 방지합니다.
연결 미끄러짐 제거
동적인 움직임 중에 느슨한 연결은 장치가 피부에 미끄러지는 원인이 될 수 있습니다.
유연한 연결 스트랩은 장치를 단단히 고정하여 연결 미끄러짐을 방지하도록 설계되었습니다. 이를 통해 로봇이 제공하는 지원이 보행 주기 내내 일정하게 유지됩니다.
인터페이스 문제 이해
맞춤화의 필요성
일반적인 구성 요소는 종종 토크 전달에 필요한 엄격한 지원을 제공하지 못합니다.
참고 자료는 맞춤형 지지 신발을 강조하며, 사용자를 완전히 보호하려면 맞춤형 착용감이 필요함을 시사합니다. 잘못된 착용감은 정렬 편차를 방지하는 능력을 저하시킵니다.
유연성의 역할
목표는 견고한 지지이지만, 스트랩은 유연해야 합니다.
이러한 유연성은 부드러운 조직과의 편안한 상호작용을 허용하면서도 힘을 전달하기에 충분히 견고합니다. 문제는 순환을 제한하거나 통증을 유발하지 않으면서 미끄러짐을 방지할 만큼 스트랩을 충분히 조이는 것입니다.
인간-기계 연결 최적화
외골격이 의도된 재활 기능을 수행하도록 하려면 이러한 인터페이스 지점의 품질을 우선시해야 합니다.
- 주요 초점이 힘 전달에 있다면: 미끄러짐으로 인한 동력 손실을 방지하기 위해 유연한 연결 스트랩이 단단히 조여졌는지 확인하십시오.
- 주요 초점이 사용자 안전에 있다면: 관절 정렬을 엄격하게 유지하고 부상을 방지하기 위해 맞춤형 지지 신발의 착용감을 우선시하십시오.
모든 하지 외골격의 성공은 모터뿐만 아니라 모터가 인체에 얼마나 단단히 연결되어 있는지에 달려 있습니다.
요약 표:
| 구성 요소 | 주요 기능 | 상호작용에 미치는 영향 |
|---|---|---|
| 맞춤형 지지 신발 | 안정적인 앵커링 및 관절 정렬 | 관절 불일치를 방지하고 구조적 무결성을 보장합니다. |
| 유연한 연결 스트랩 | 기계적 토크 전달 | 미끄러짐을 방지하고 인간-기계 연결을 고정합니다. |
| 인간-기계 인터페이스 | 물리적 에너지 전달 | 로봇 동력을 안전하고 효과적인 움직임으로 전환합니다. |
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참고문헌
- Denis Mosconi, Adriano A. G. Siqueira. Exploring Human–Exoskeleton Interaction Dynamics: An In-Depth Analysis of Knee Flexion–Extension Performance across Varied Robot Assistance–Resistance Configurations. DOI: 10.3390/s24082645
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