• 대한기계학회논문집 C: 기술과 교육
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• 제3권2호
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• pp.131-140
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• 2015

하반신 마비환자가 스키를 탈 수 있도록 고안된 모노스키는 스키 플레이트 위에 좌석이 설치된 형태의 썰매이다. 스키를 탈 때 설면으로부터 전달되는 충격은 정상인의 경우 다리관절의 거동에 의하여 흡수되지만 모노스키의 경우에는 좌석에 탑승한 인체에 그대로 전달된다. 상용화된 대부분의 모노스키에는 이를 보완하기 위하여 스키 마운트와 시트 간에 링크 메커니즘과 충격완충장치가 설치되어 있다. 본 연구에서는 유압 실린더가 장착된 모노스키의 주행 시뮬레이션을 수행하고 불규칙한 표면 주행 중 발생하는 진동 충격 가속도를 분석하여 탑승자의 안락감을 평가할 수 있는 모델을 개발하였다. 안락감 평가방법은 국제 규격인 BS6841 을 사용하였다. 개발 모델을 이용하여 유압 완충장치의 노즐조절에 따른 안락감을 평가하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제21권8호
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• pp.1250-1258
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• 1997

This paper reports on the development of a new foot for a quadrupedal jointed-leg type walking robot. The foot has 2 toes, one at the front and the other at the rear side, for stable landing on uneven ground by point contact. The toes can move up and down independantly, guided by double-wishbone shaped parallel links which enable the lower leg to rotate with respect to a remote center on the ground surface. The motion of each toe is damped by a hydropneumatic shock absorber integrated in the foot in order to absorb the dynamic landing shock. Furthermore, the new foot can reduce the maximum hip joint drive torque by shortening the moment arm length between the hip joint and the landing force vector on the ground. Intensive experiments were carried out in this study by using a one-leg walking model to investigate the soft landing performance of the foot which could be hardly offered by conventional robot feet such as a flat plate with a gimbal type ankle joint. And it was confirmed that the hip joint torque of the leg walking on the flat surface could be reduced remarkably by using the new foot.

• 재활복지공학회논문지
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• 제8권4호
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• pp.283-289
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• 2014

본 논문에서는 능동형 대퇴의지 시스템의 설계 및 최적화에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구의 능동형 대퇴의지 시스템은 무릎부의 1 자유도를 통해 슬관절의 움직임을 모사하는데, 실제 다리의 기능을 대체하는 것이므로 사람의 다리 무게와 최대한 유사해야 하며, 경량화가 중요한 요소라고 할 수 있다. 본 연구에서는 기존에 개발된 3-링크 구조의 능동형 의지 시스템의 문제점을 보완하기 위해 기어 구동 방식의 능동형 대퇴의지 시스템을 설계 및 제작하였고, 사용자의 만족감 향상 및 피로도 저감을 위해 최적화를 통한 경량화를 진행하고 유한요소해석을 통해 응력 및 변위 특성을 분석하고 안정성을 검증하였다. 또한 능동형 의지 시스템이 사용자의 보행 의도에 맞추어 작동하기 위해 의지의 인공 발에 스트레인 게이지를 부착하여 보행시 발의 앞, 뒷부분에 각기 다르게 가해지는 하중을 측정, 보행 주기를 판단할 수 있도록 한다. 이 때 스트레인 게이지는 미세한 변형에도 민감하게 반응하므로 유한요소해석을 통해 적절한 부착위치를 결정하고, 실제 제작 및 실험을 통해 안정성 및 보행주기 판단 여부를 검증한다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권12호
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• pp.1585-1591
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• 2011

본 연구에서는 사용자의 손에 장착하여 손의 움직임을 측정하고 힘의 반영이 가능한 새로운 형태의 데이터 글로브(data glove)를 제안한다. 본 연구의 데이터 글로브는 인간의 외골격 구조의 분석이 기반하고 있으며 하나의 손가락 모듈은 4절기구의 조합을 통하여 1자유도로 구동이 되도록 고안되어 있다. 데이터 글로브는 펴기(extension)와 구부리기(flexion)를 할 수 있으며 내전(adduction)/외전(abduction)을 위해서 두 개의 유니버설 관절을 이용한 새로운 metacarpal joint 메커니즘을 고안하였다. 동 데이터 글로브의 유효성을 평가하기 위하여 검지손가락을 위한 구동회로와 센서를 포함한 전체 시스템을 제작하였으며 가상공간에 동적 시뮬레이션을 통해서 나타낸 물체를 조작하는 실험을 수행하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권11호
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• pp.5219-5226
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• 2011

본 논문에서는 홈서비스 로봇인 맥봇 II(McBot II)의 빌트인(Built-in) 로봇 팔과 핸드를 설계한다. 이 빌트인 타입의 로봇 머니퓰레이터는 각각 3 DOF(Degree-of-Freedoms)의 로봇팔과 3 DOF의 로봇핸드로 구성되어 진다. 제한된 공간에서 인간과 함께 생활하는 홈서비스 로봇에 탑재되는 머니퓰레이터는 최소의 로봇 크기와 최대의 작업 공간이라는 상반된 설계 스펙이 요구되어 진다. 즉, 최소의 질량과 팔 길이에도 불구하고 효율적 작업을 위한 공간 확보가 필요한 것이다. 본 논문에서는 이와 같은 상반된 문제를 해결하기 위하여 수직 방향으로 움직이는 로봇 허리 구조와 수평방향의 전후방으로 이동할 수 있는 어깨 관절을 이용한 태스크 기반의 설계 방법을 제안한다. 또한, 양손 협업시스템인 로봇 핸드도 4절 링크 핑거를 이용한 작업 기반 설계를 시도한다. 끝으로 본 논문에서는 구현된 빌트인 머니퓰레이터의 실제 동작 실험을 통하여 그 성능을 확인한다.