본 연구에서는 기준 모델 적응제어 방식에서 직접 적응제어 방식을 사용하여 부하의 변동 및 외란이 발생할 경우에도 매니퓰레이터의 정확한 궤적의 추종 및 속도 의 실시간 제어가 가능한 적응제어시스템을 설계하고자 한다. 제2절에서는 로봇 매니퓰레이터의 기구학적 이론 및 동적 모델링에 대한 기본이론을 전개하고, 제3절 에서는 제어시스템의 설계를 위한 제어 알고리즘과 초안정(hyperstability)이론을 통한 안정성 해석을 다룬다. 그리고 제4절에서는 제안된 제어기의 성능 평가를 위해 6관절 로봇인 스탠포드 로봇 매니퓰레이터에 대한 시뮬레이션을 통한 결과를 토오크 계산법(computed torque method)에 의한 결과와 비교 검토함으로서 제안된 제어기의 성능을 예증한다.
최초의 산업용 로봇이 개발된 이래 산업 자동화의 중심에는 산업용 로봇이 있었으며 현대의 풍요로운 산업화는 자동화 장비를 통한 대량생산에 힘입은 바 크다. 산업용 로봇은 현재까지도 제조 산업에서 매우 중요한 역할을 차지하고 있으며 그 중요도는 점점 커질 것으로 예상된다. 현재의 산업용 로봇은 과거에 비해서 정밀도, 강성, 내구성측면에서 많은 발전을 이루었다. 그러나 그 외형의 측면에서는 큰 변화가 없었으며, 아직도 대부분의 사업장에서는 하나의 팔을 가진 로봇이 이용되고 있다. 이러한 하나의 팔을 가진 전통적인 싱글 암 로봇은 작업자가 두 손을 가지고 작업하는 작업장에서는 적용하기 곤란하며, 이는 산업용 로봇의 적용 범위를 제한하는 주된 이유 중의 하나임이 분명하다. 전자제품, 기계부품의 조립작업을 위해서는 인간과 같이 양팔을 가진 형태의 로봇시스템이 매우 효과적이며, 이러한 이유로 해외의 선진사를 중심으로 양팔을 가지는 제조용 로봇의 개발이 이루어지고 있다. 현재 시점에서는 상용화된 양팔로봇시스템은 소수에 불과하며, 기능적인 측면에서는 단순한 형태의 작업만이 가능하다. 그러나 기구학적 구성에 있어서 기존의 로봇과 달리 양팔구조를 가지고 있기 때문에 향후 매우 발단된 형태로 인간과 유사한 양팔 협조 작업을 수행하는 산업용 양팔로봇이 개발될 것으로 생각된다. 본 문헌에서는 현재의 제조용 양팔로봇 연구 동향을 간략히 설명하고, 한국기계연구원의 제조용 양팔로봇 시스템에 관련된 연구 내용을 소개하고자 한다.
The multiple cooperating robot system plays an important role in the research of modern manufacturing system as the emphasis of production automation is more on the side of flexibility than before. While the kinematic and dynamic analysis of a single robot is performed as an open-loop chain, the dynamic formulation of robot in a multiple cooperating robot system differs from that of a single robot when the multiple cooperating robots form a closed kinematic chain holding an object simultaneously. The object may be any type from a rigid body to a multi-joint linkage. The mobility of the system depends on the kinematic configuration of the closed kinematic chain formed by robots and object, which also decides the number of independent input parameters. Since the mobility is not the same as the number of robot joints, proper constraint condition is sought. The constraints may be such that : the number of active robot joints is kept the same as mobility, all robot joints are active and have interrelations between each joint forces/torques, two robots have master-slave relation, or so on. The dynamic formulation of system is obtained. The formulation is based on recursive dual-number screw-calculus Newton-Eulerian approach which has been used for single robot analysis. This new scheme is recursive and compact symbolically and may facilitate the consideration of the object in real time.
This research develops a low-cost and high accurate kinematic calibration method for a parallel typed machining center tool. A planar table is used for a mechanical fixture restricting the platform to place at the constrained pose and a low-cost and high accurate digital indicator is employed for a device checking if the constrained movement is satisfied within the established range. The kinematic parameters calibrated with respect to a single plane aren't influenced from the misalignment of the plane. A parameter observability is successfully obtained even through one planar constraint, which guarantees that the kinematic parameters is estimated by minimizing the cost function.
본 연구는 제연구역 출입문의 자동폐쇄장치를 개발하기 위한 기초 연구로서, 자동폐쇄장치의 프로세스와 자동폐쇄조절장치의 기구학적 메커니즘 정립 및 기구 모델링을 바탕으로 자동폐쇄장치의 해석이론을 정립하였고, 해석이론을 바탕으로 한 운동해석 시뮬레이션을 통해 폐쇄력 장치를 선정하고 자동폐쇄조절장치의 각 요소를 개발할 수 있는 엔지니어링 데이터 구축과 원천기술을 확립하였다. 자동폐쇄장치의 개발에 유연성과 탄력성을 줄 수 있고, 자동폐쇄장치의 개발로 인해 연기의 제어수단과 기술적 대책마련과 제연시스템의 높은 신뢰성과 안정성을 확보할 수 있을 것으로 본다.
공간 내부에서의 제어를 위한 활용기구는 과학기술의 발전에 따라 다양하게 변화되고 있으며 기계적인 동작만으로 구성되는 부분에서 기구학적인 구성과 전자부품의 첨단기술을 도입한 새로운 제품으로 변형되어가고 있다. 일반적으로 도어록에 사용되는 기계장치는 회전운동과 직선운동으로 이루어지는 단순한 원리이며 이를 활용한 측면에서 다양하게 응용되어 발전하고 있다. 본 논문에서는 최근 다양한 용도로 활용되고있는 무선 이동기기의 원격제어를 통하여 근거리 혹은 원거리에서 sequrity 기능을 보완한 공간상태에서의 제어기능을 도어록에 응용하기 위한 것으로 도어록 내부의 부품들에 대한 특징을 소개하고 이를 효율적으로 구동하기 위한 부품의 최적화 상태를 구성하며 원격 제어시 요구되는 기계장치의 설계에 관한 방법을 제시하고자 한다.
기존의 재활운동 장치들은 상지 또는 하지의 특정한 관절에 대해서만 재활운동이 가능하게 개발되었다. 따라서 여러 관절을 재활시키고자 할 경우, 그에 맞는 다양한 종류의 재활기구 들이 필요하다. 이러한 단점을 보완하기 위하여 본 연구에서는 각 관절에서 이루어지는 다양한 재활운동을 통합 구현하는 CMRS(CIM and Robotics Lab. Multi - joint Rehabilitation System)을 제안하였다. 이 시스템을 위해 인체의 상지 및 하지에 대한 기구학적 특성을 이용하여 각 관절의 회전 특성 및 좌표관계를 조사하였으며, 이와 같은 연구를 바탕으로 재활운동 기구 제작 시 알맞은 메커니즘을 제시하고. 다양한 재활 부위와 이를 재활 운동시키는 헤드부의 위치관계를 연구하였다. 시뮬레이션을 통하여 재활운동 시스템의 가능성을 판별하였고. 안정되고 편리한 위치 조정을 위한 베이스프레임을 개발하였다. 이를 고려하여 최종적으로 8개의 자유도를 가진 CMRS을 개발하였으며 다 관절을 하나의 시스템으로 재활 가능할 것이라 사료 된다.
For the Cartesian space position controlled robot, it is required to have the accurate mapping from the Cartesian space to the joint space in order to command the desired joint trajectories correctly. since the actual mapping from Cartesian space to joint space is obtained at the joint coordinate not at the actuator coordinate, uncertainty in Jacobian can be present. In this paper, two feasible neural network schemes are proposed to compensate for the kinematic Jacobian uncertainties. Uncertainties in Jacobian can be compensated by identifying either actuator Jacobian off-line or the inverse of that in on-line fashion. the case study of the stenciling robot is examined.
This work deals with the kinematic and dynamic optimal design of a six degree-of-freedom Stewart Platform mechanism, which is actuated by six prismatic cylinfers. Composite design index is employed to deal with multi-criteria based design in a systematic manner, and a sequential design method is suggested, in which the results from the kinematic optimization are employed in the following dynamic optimization.
An efficient sequential computation algorithm of kinematic optimal control is suggested for redundancy resolution of freefloating manipulators. Utilization of minimum principle usually requires involved and tedious procedure of differentiation of Hamiltonian. Due to the constraints of momentum conservation, it is not easy to get exact differential equations of boundary value problem for even relatively simple free-floating manipulator models. To overcome this difficulty, we developed an effective sequential algorithm for the computation of terms appeared in the differential equations. The usefulness of suggested approach is verified by simulation of a planar 3-joints free-floating manipulator.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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