• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.240-245
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• 2005

본 논문에서는 현재 진행 중인 인공 슬관절 연구에서 역학적 분석분야의 동향과 접촉 응력해석에 대하여 언급한다. 인공 관절 특히 슬관절은 인체에서 가장 크고 움직임이 복잡하여 인공 관절 설계가 어려우며 또한 이에 대한 생체역학적 실험이 쉽지 않다. 무엇보다도 외국에서 연구가 활발하고 제품 생산도 선진국에서 주도하고 있으며 그 기술 격차는 매우 큰 현실이다. 최근까지 발표된 논문과 특히 실험과 수치해석이 병행되어 우수한 결과가 발표된 논문 내용을 중심으로 역학 분야를 소개하고자 한다. 접촉 유한요소해석이 수행된 내용도 일부도 포함된다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제24권3호
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• pp.304-309
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• 2014

본 논문에서는 허리 구조를 갖는 복합 바퀴-다리 이동형 로봇의 설계 방법을 제안한다. 제안된 복합 이동형 로봇은 비평탄 및 평탄 지형에서의 효과적인 이동을 위하여 로봇의 다리에 바퀴가 결합된 복합 바퀴-다리 구조와 로봇 주행 중 보행 자세로의 안정적인 전환과 비평탄 지형에서 기구적인 제한의 개선을 위하여 허리 관절을 갖는 구조로 설계하였다. 또한 다양한 지형을 인지하기 위하여 LRF센서, PSD센서, CCD 카메라를 사용하였다. 제안한 로봇 시스템의 검증을 위해 지형별 주행과 보행 자세를 선택할 수 있는 운동 계획 기법을 제안하였다. 실제 복합 바퀴-다리 이동형 로봇을 설계 및 제작하고, 제안된 운동계획을 사용한 실험을 통해 지형에 따른 효율적인 이동 성능을 검증하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 A
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• pp.7-10
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• 2003

뱀형 로봇은 자유도보다 액추에이터의 수가 적은 논홀로믹 구속조건(nonholonomic constraint)을 가지며, 단순한 신체구조 이지만 초-여유자유도 구속조건(hyper-redundant constraint)을 이용해서 기밀한 운동과 다양한 기능을 만들어내는 특징을 가지고 있다. 본 논문에서는 6개의 관절로 각 링크가 2차원 상에서 직렬로 연결된 뱀형 로봇의 기구설계 및 기구학과 동력학을 바탕으로 설계된 기구에 대해 해석하여 운동방정식을 유도하여 추진원리와 운동원리에 관하여 알아본다. 기본적인 운동 메커니즘을 해석하여 구현한 알고리즘을 제작한 로봇에 적용하여 추진 원리와 운동원리를 검증한다. 실험용 로봇은 링크 중앙에 법선 방향으로 마찰력이 발생할 수 있도록 수동바퀴를 가지고 있으며, PC와 RF(Radio Frequency)로 직렬통신을 하며 PC에서의 운동 명령의 조작에 의해 전진, 후진, 좌/우 방향으로 회전을 할 수 있도록 운동 알고리즘을 적용할 수 있도록 제작되었다. 특징으로는 일반적으로 토크를 입력으로 하지 않고 각도를 입력으로 하여 관절을 제어하고 있다는 점이 있으며, 운동방정식 또한 이에 대한 관계를 바탕으로 유도한 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제6권4호
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• pp.299-303
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• 2012

자기공명 관절 조영술(Shoulder MR Arthrography)는 견관절(Shoulder joint) 의 복잡한 해부학적 구조에 관하여 정확한 영상평가를 진단하기 위해 시행 한다. 우리는 어께 상완골(Shoulder humerus) 의 다양한 position인 Neutral position, Internal rotation position, External rotation position 에 관하여 Shoulder joint의 해부학 적인 회전 변화가 견관절 자기공명(Shoulder MRI) 영상에 어떤 진단적 결과를 가져오는가에 대해 상호 비교 하였다. 또한 환자의 정확한 촬영자세 유지를 위해 촬영 보조기구를 만들었다. 이 보조기구는 Modeling 설계에 의해 우리가 직접 제작한 자기공명 견관절 조영술 보조 기구이다. 이 보조기구를 사용하여 촬영한 결과 다음과 같은 결론을 도출해 내었다. External rotation position 에 의한 Shoulder MRArthrography 검사가 Shoulder joint의 중요 해부학적 구조인 Biceps tendon, Supera-spiatus tendon, Sub-scapularis tendon, Labrum, Sub-acromial space 의 해부학적 평가에서 제일 적합하다는 진단적 평가를 얻었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제25권3호
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• pp.223-228
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• 2015

본 논문에서는 어떤 물체를 들어 올려서 전달하는 인간의 작업을 대신 수행하기 위한 인간형 로봇 팔의 어깨 및 팔꿈치 관절의 토오크 특성을 분석하고자 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 인간의 일상적인 물체의 리프팅 행동을 고려하고, 단순한 구조의 어깨와 팔꿈치 관절을 갖는 인간형 로봇 팔 모델을 사용하여 어떤 물체를 다양한 경로로 이송하는 시뮬레이션을 수행한다. 이러한 시뮬레이션을 통하여 인간형 로봇 팔을 이용한 물체의 이송 작업에 있어서 요구되는 어깨 및 팔꿈치 관절의 토오크 패턴 및 범위를 사전에 파악할 수 있음을 보인다. 결과적으로, 이러한 어깨 및 팔꿈치 관절의 토오크 분석은 효과적인 로봇 팔 메커니즘 설계에 유용하게 활용될 수 있다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권9호
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• pp.1145-1151
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• 2010

본 논문은 형상기억합금 와이어에 의해 구동되는 점핑로봇에 대한 연구로서 기구의 설계와 컴퓨터 시뮬레이션을 포함하고 있다. 인간과 같은 척추동물 하지 근골격계의 구조와 기능을 모방한 구조의 점핑 기구를 설계하였다. 점핑 기구의 각 다리는 대퇴부, 정강이, 발의 세 부분으로 구성되고, 점핑에 필수적인 단일관절근육인 대둔근, 양관절근육인 대퇴직근과 비복근을 포함하는 구조이다. 각 근육을 형상기억합금 와이어로 대체한 컴퓨터 모델로 시뮬레이션한 결과, 로봇의 최대 점핑 높이가 로봇 신장의 약 4 배임을 확인하였다. 또한 구조가 보다 단순화된 로봇 모델과 점핑 성능을 비교하였고, 그 결과 근골격계를 모방한 모델이 점핑 높이 면에서 3.3 배 우수한 것으로 나타났다. 이러한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 형상기억합금이 소형 점핑로봇의 작동기로 사용하기에 적합함을 확인하였다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제5권1호
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• pp.37-43
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• 2010

본 논문에서는 7자유도 매니퓰레이터를 개발에 있어서 각 관절에 2개 이상의 일반적인 모터를 적용하여 중공형 관절을 구현하고, 전장부가 내장된 소형 구조를 설계하였다. 또한 기존의 산업용 로봇의 한계로 지적받고 있는 작업 반경의 한계 및 위험성을 극복할 수 있는 방안을 제시하고 보다 효율적이며, 안전한 매니퓰레이터의 구현 방법을 제시한다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.843-847
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• 2010

최근 지능형 로봇 및 산업용 로봇 분야에서 최대 관심 중의 하나는 일체형 구조의 중공형 관절 모듈을 위한 모션 네트워크 기반 서보 드라이버 모듈의 설계 및 구현이다. 본 논문에서는 중공형 드라이버를 설계하고 이를 구현하였으며, 실험을 통하여 개발된 모듈의 성능을 검증하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권4호
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• pp.467-475
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• 2012

이 논문에서는 비틈 봉을 기반으로 한 중력보상기가 적용된 새로운 외력증강기를 이용하여 인체 다리관절에 작용하는 부하를 경감시키는 방법에 대해 제안한다. 비틈 봉 특성을 추정하고 측정하기 위하여 설계와 구조 해석을 행하였다. 설계와 구조해석을 바탕으로 매우 경량이고 소형인 새로운 외력증강기를 개발하였다. 구조해석은 외력증강기를 매우 경량으로 하기위해 최적두께의 링크에 대한 FEM해석을 행하였다.

• 한국멀티미디어학회:학술대회논문집
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• 한국멀티미디어학회 2002년도 춘계학술발표논문집(상)
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• pp.474-478
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• 2002

본 논문에서는 광학식 모션 캡쳐를 이용하여 얻은 한국인의 발레 동작에 대한 모션 캡쳐 데이터를 사용하여 다른 모션으로 변형함으로써 새로운 형태의 동작을 생성하거나 원래 데이터의 에러가 생긴 경우에 보정이 쉽게 수정 가능하도록 하였다. 즉, 모션 캡쳐 데이터의 구조는 다양한 포맷들로 되어 있는 스켈레톤 구조로서 관절의 각도나 위치에 대해 변형을 가하기 힘들다. 그러므로 모션 수정에 관련된 기술을 이용하여 선택된 조인트(joint), 엔드이펙터(end effecter), 마커(marker)들을 보여주고, 오일러(Euler Angles), 쿼터니언(Quaternions), 지수 맵(Exponential Map) 보간이 가능하여 실시간에서도 재생 되도록 구현하였다.