• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제13권10호
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• pp.940-948
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• 2007

The Advanced Spent Fuel Conditioning Process(ACP), which is the process of the reduction of uranium oxide by lithium metal in a high temperature molten salt bath for spent fuel, was developed at Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI). Since the ACP equipment is located in an intense radiation field (hot cell) as well as in a high temperature, it must be remotely operated and maintained. The ACP hot cell is very narrow so the workspace of the wall-mounted mechanical Master-Slave Manipulators(MSMs) is restricted. A Bridge Transported Servo Manipulator(BTSM) system has been developed to overcome the limitation of an access that is a drawback of the mechanical MSMs. The BTSM system consists ot a bridge crane with telescoping tubeset, a slave manipulator, a master manipulator, and a control system. We applied a bilateral position-position control scheme with friction compensation as force-reflecting controller. In this paper, the transmission characteristics on the tendon-and-pulley train is numerically formulated and analyzed. Also, we evaluate the performance of the force-reflecting servo manipulator.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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• pp.306-315
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• 2004

MSM의 결점인 접근 지역의 제한을 극복하기 위해 차세대관리 공정장치 유지보수용 천장이동 서보 매니퓰레이터(Bridge Transported Servo Manipulator, BTSM) 시제품을 개발하였다. 시제품은 부분적으로 와이어 구동방식을 채택한 단일 팔 형태의 힘반영 마스터-슬레이브 서보 매니퓰레이터로 중량 및 규모에 비해 취급하중이 기존 마스터-슬레이브 서보 매니퓰레이터 보다 크다. 와이어 구동 메카니즘은 한 축이 움직일 때 다른 축도 영향을 받을 수 있다. 본 논문에서는 이의 현상을 극복하기 위해 와이어 길이 변화에 대한 관계식을 유도하였으며, 실험을 통해서 검증하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.2514-2518
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• 2003

The KAERI Spent Fuel Remote Technology Development (SFRTD) Department is developing the remote maintenance and repair equipment, which is used in a hot cell in an intense radiation field, as part of a project to develop the Advanced spent fuel Conditioning Process (ACP). Although several mechanical master-slave manipulators (MSMs) is mounted on the hot cell wall, their reach will be limited and cannot access areas for all the ACP equipment maintenance. A Bridge Transported ServoManipulator (BTSM) has been designed to overcome the limitation of access areas that is a drawback of MSMs for the ACP equipment maintenance. The BTSM system consists of four components: a transporter with telescoping tubeset, a slave manipulator, a master manipulator, and a remote control system. The BTSM system has been designed by Solid Edge that is a 3D computer-aided design (CAD) software, except for the remote control system. The master manipulator and the slave manipulator are kinematically similar in design, except for the handle and the tong, respectively. The manipulators have 6 degrees of freedom (DOF) plus the jaws motion. The transporter has traveling, traverse, and hoisting motion to position the slave manipulator.

• 방사성폐기물학회지
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• 제2권3호
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• pp.189-199
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• 2004

기계식 마스터-슬레이브 매니퓰레이터의 결점인 접근 지역의 제한을 극복하기 위해 차세대관리 공정장치 원격 유지보수용 천정이동 서보 매니퓰레이터(Bridge Transported Servo Manipulator, BTSM) 시스템을 개발하고 있다. 서보 매니퓰레이터는 핫셀 내 천정이동 브릿지(bridge)에 부착되는 슬레이브 매니퓰레이터와 핫셀 밖 운전지 역에 설치되는 마스터 매니퓰레이터로 구성된다. 각각의 매니퓰레이터는 몸체 회전, 상부 팔 틸트(tilt), 하부 팔 틸트, 하부 팔 회전, 손목 팬/틸트(pan & tilt) 및 잡는 운동(grasp motion)의 7 자유도를 갖는다. 하부 팔 회전, 손목 팬/틸트 및 잡는 운동은 매니퓰레이터의 무게에 비해 취급 용량을 크게 하고, 마찰을 작게 하기 위하여 와이어 구동 메카니즘을 채택하였다. 그러나, 와이어 구동 메카니즘은 한 축이 움직일 때 다른 축도 영향을 받을 수 있는 단점이 있다. 본 논문에서는 이와 같은 단점을 극복하기 위해 와이어 구동 링크(link) 사이의 전달 특성을 수식화 하였다. 와이어구동 링크들간의 전달특성 분석 및 실험을 통해서 이들의 기대하지 않은 동작 특성을 확인하였다. 또한, 제안한 보상식을 통해서 기대하지 않은 동작을 크게 줄일 수 있음을 확인하였다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.2226-2230
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• 2005

The Advanced Spent Fuel Conditioning Process (ACP), which is a pre-disposal treatment process for spent fuel is being developed at the Korea Atomic Energy Research Institute (KAERI). The ACP equipment is operated in an intense radiation field as well as in a high temperature. Thus, the equipment is designed in consideration of the remote handling and maintenance. This paper describes a Bridge Transported Bilateral Force-Reflecting Servo-Manipulator (BTSM) system, which is being developed to overcome the limitation of access that is a drawback of the mechanical Master-Slave Manipulators (MSMs), which are mounted on the ACP hot cell wall for the operation and the maintenance of the ACP equipment. The BTSM system was manufactured and temporally installed at the mockup to test its performance. The manufactured BTSM system will be installed at the ACP hot cell on June 2005 after the accomplishment of the performance test. The BTSM system consists of four components: a transporter with a telescoping tubeset, a slave manipulator, a master manipulator, and a remote control system. This system will highly increase the volume of coverage for the operation and maintenance of the ACP equipment.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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• pp.345-350
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• 2003

핫셀내에서 원격작업을 수행할 수 있는 천정 이동 서보 매니퓰레이터 시스템의 시제품을 소개한다. 핫셀(hot cell)에 기본적으로 설치되는 마스터-슬레이브 매니퓰레이터 (master-slave manipulator, MSM)는 팔 길이의 제한 때문에 핫셀내 장치의 유지보수를 효과적으로 수행할 수 없다. 따라서, MSM의 결점인 접근 지역의 제한을 극복하기 위해 천정 이동 서보 매니퓰레이터(Bridge Transported Servo Manipulator, BTSM) 시스템을 개발하고 있다. 개발한 시제품은 부분적으로 와이어 구동방식을 채택한 단일 팔 형태의 힘반영 마스터-슬레이브 서보 매니퓰레이터로 중량 및 규모 대비 취급하중이 기존 마스터-슬레이브 서보 매니퓰레이터 보다 크다. 이는 산업용로봇 및 일반적인 구동장치의 개발에도 유용하다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2005년도 춘계 학술대회
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• pp.365-376
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• 2005

A prototype of the Bridge Transported Servo Manipulator (BTSM) system has been developed to do operation and maintenance jobs remotely in a hot cell. The system consists of a telescopic transporter, a slave arm, a master arm, and a control system. In this paper, the system is introduced and several performance test results are presented. The results have been used to design an upgraded system that will be used during demonstrations of the advanced spent fuel conditioning process.

• 방사성폐기물학회지
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• 제3권3호
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• pp.257-268
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• 2005

본 논문에서는 핫셀에서의 원격 운전 및 유지보수 작업을 위해 개발한 천정이동 서보 조작기시스템에 대해 소개한다. 조작기 시스템은 텔레스코픽형 이송장치, 슬레이브, 마스터, 그리고 제어시스템으로 구성되어 있다. 개발한 시스템에 대해 위치 추종, 하중 취급, 신뢰성, 및 조작성에 대한 테스트를 수행하였으며 이에 대한 테스트 결과를 제시한다. 이러한 테스트 결과를 바탕으로 개선된 시스템 이 설계되었으며 이 개선된 시스템 이 차세대 공정의 실증에 적용될 예정이다.