In inference fit assembly process of the industrial robot, it basically needs the force data. One of the typical methods to get the force data is attaching torque sensors on the robot arm joint or end effector. This is effective way to reduce time delay and to improve preciseness of force control, but this method has several problems. To solve that problem, this paper suggests method which measures assembly force without torque sensor by using the sliding perturbation observer(SPO) and assembly process based on SPO to assemble successfully in inference assembly
Use of teaching pendant is the most widespread and economical way to teach desired motion to robots. It is also very primitive,time consuming and ineffective way of teaching which has not changed since the early days of robot. In order to reduce the teaching effor, a new efficient form of teaching is needed. Also, the recent robotics research trend into service robots such as home robot, nurse robot and medical robot calls for a new teaching method which is both easy and inexpensive. In this paper, the design and operation principle of a low cost force/moment sensor is presented. The proposed sensor architecture is so simple and inexpensive that it opens the prospect for a new paradigm of robot teaching which is easy and efficinet. Other prospective areas of application are tele-manipulation of robots wher it can be used in master arm, and virtual environment where it can be used as an user input device.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제38권6호
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pp.648-657
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2014
본 논문에서는 화재나 홍수로 인하여 침수된 건물 내부를 탐사할 수 있는 새로운 방수형 4축 로봇팔을 설계하고 로봇의 기구학 및 동역학 해석을 수행한다. 로봇팔은 카메라를 이용한 탐사를 위한 Pitch-Pitch-Pitch-Yaw 4축 구조로 설계하고, 이를 구동하기 위한 관절구동기의 용량을 선정한다. 또한 수심 10m의 방수가능한 관절구동기를 설계 하고 실제 구동시험을 통하여 방수성능을 검증한다. 설계한 로봇팔의 순기구학 및 역기구학 식의 해석을 통해 닫힌 해를 유도하며, 메커니컬실의 마찰력을 고려한 로봇팔의 운동방정식을 뉴턴-오일러 방법에 의해 유도한다. 유도한 동역학식을 이용하여 개발한 로봇이 목표궤적을 잘 추종할 수 있도록 슬라이딩모드 제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통해 그 성능을 확인한다.
This paper describes the mechanical and control design of a robotic device for providing therapeutic assistance to arm movement following stroke. This is a new robot for arm therapy applicable to the training of activities of daily living in homes and clinics. This instrument has one degrees of freedom, and is equipped with position and force sensors. Repetitive movement can improve movement performance in patients with neurological or orthopaedic lesions. The application of robotics can serve to assist, enhance, evaluate, and document neurological and orthopaedic rehabilitation of movements. The new robot, the mechanical structure, the control circuit, the sensors and actuators and some safety aspects.
In general, articulated robot control technology is limited to the design of robot arm control systems considering each joint of the robot joint as a simple servomechanism. This method describes the varying dynamics of a manipulator inadequately because it neglects the motion and configuration of the whole arm mechanism. The changes of the parameters in the controlled system are significant enough to render conventional feedback control strategies ineffective. This basic control system enables a manipulator to perform simple positioning tasks such as in the pock and place operation. However, joint controllers are severely limited in precise tracking of fast trajectories and sustaining desirable dynamic performance for variations of payload and parameter uncertainties. In many servo control applications the linear control scheme proposes unsatisfactory, therefore, a need for nonlinear techniques that increasing. for Forging process automation.
This paper proposes a performance index for the multiple shape object handling of dual arm manipulator to determine whether a robot is good or not. When the dual-arm manipulator grasps a fixed object and is posed, the dual-arm manipulator should procure a space to freely control the manipulator. As a performance evaluation parameter, each joint torque from current sensor signal is utilized. From the current information, torque and energy for each joint are estimated. In this paper an performance index for an unstructured object is defined by an energy-cost function, and stability analysis for each motion is derived by the maximum force to the object. The maximum force to the object is computed by the inertia of object and acceleration information of end-effector. The acceleration data are derived by the double derivation of each encoder signal. Manipulability measure which implies how efficiently the dual-arm manipulator can move with the grasped object, can be represented by the intersection of the two manipulability ellipsoids for the left and right arms. Effectiveness of the proposed algorithm has been verified through the practical simulations and real experiments.
제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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pp.156-160
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1993
This paper presents a controller design to coordinate a robot manipulator under unknown system parameters and bounded disturbance inputs. To control the motion of the manipulator, an inverse dynamics control scheme is applied. Since parameters of the robot manipulators such as mass and inertia are not perfectly known, the difference between the actual and estimated parameters works as a disturbance force. To identify the unknown parameters, an inproved adaptive control algorithm is directly derived from a chosen Lyapunov's function candidate based on the Lyapunov's Second Method. A robust control algorithm is devised to counteract the bounded disturbance inputs such as contact forces and disturbing force coming from the difference between th actual and the estimated system parameters. Numerical examples are shown using three degree-of-freedom planar arm.
A hybrid control scheme to regulate the force and position by dual arms is proposed, where two arms are treated as one arm in a kinematic viewpoint. Our approach is different from other hybrid control approaches which consider robot dynamics, in the sense that we employ a purely kinematic based approach for hybrid control, with regard to the nature of position-controlled industrial robots. The proposed scheme is applied to sawing task. In the sawing task, the trajectory of the saw grasped by dual arms is planned in an offline fashion. When the trajectory of the saw is planned to follow a line in a horizontal plane, 3 position parameters are to be controlled(i.e, two translational positions and one rotational position). And a certain level of contact force has to be controlled along the vertical direction(i.e., minus z-direction) not to loose the contact with the object to be sawn. Typical feature of sawing task is that the contact position where the force control is to be performed is continuously changing. Therefore, the kinematic mapping between the force controlled position and the joint actuators has to be updated continuously. The effectiveness of the proposed control scheme is experimentally demonstrated. The proposed hybrid control scheme can be applied to arbitrary dual arm systems, regardless of their kinematic structure and the number of actuated joints.
Assembly tasks are often performed by one robot with fixtures. This type of assembly system has low flexibility in terms of the variety of parts and the part-presentation the system can handle. This paper addresses assembly without fixtures using two-manipulator robot. An active method using force feedback is proposed for the peg-in-hole assembly in highly uncertain environment. Assembly states are defined as status having unique motion constraints and events are modeled as variation of the environmental force. The states are recognized through identification of the events using two 6-d. o. f. force/moment sensors. The proposed method is verified and evaluated by experiments with round peg-in-hole assembly.
본 논문에서는 ITO 터치 패널 센서를 로봇의 피부로 이용하여 로봇 팔을 제어하는 물리적 인간-로봇 상호작용 방법을 제안한다. 사람과 로봇간의 물리적 상호작용을 구현하기 위해서는 힘/토크 센서를 사용하는 방법과 작은 소자 타입의 센서를 배치하여 만든 촉각 센서를 사용하는 방법이 연구되고 있다. 하지만, 이러한 센서들은 가격적인 측면이나 성능적인 측면에서 장단점이 존재하며, 본 연구에서는 터치 패널을 로봇의 피부로 사용하여 물리적 상호작용을 하는 방법을 제안하고 전체적인 시스템을 구축하여 실험을 통해 힘/토크 센서의 정확성과 소자 타입 센서의 경제성을 보이고자 한다. 실험은 터치 패널에서 기준점을 잡아 제스처를 생성하여 로봇 팔을 제어하는 방법과 엔드이펙터에 장착하여 로봇 팔을 제어하는 방법에 대해 진행하였다. 이러한 실험을 통해 터치 패널을 이용한 교시 제어의 가능성도 확인하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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