Kinematic calibration is a process whereby the actual values of geometric parameters are estimated so as to minimize the error in absolute positioning. Measuring all components of Cartesian posture, particularly the orientation, can be difficult. With partial pose measurements, all parameters may not be identifiable. This paper proposes a new device that can identify all kinematic parameters with partial pose measurements. Study is performed for a six degree-of-freedom fully parallel Hexa Slide manipulator. The device, however, is general and can be used for other parallel manipulators. The proposed device consists of a link with U joints on both sides and is equipped with a rotary sensor and a biaxial inclinometer. When attached between the base and the mobile platform, the device restricts the end-effector's motion to five degree-of-freedom and can measure position of the end-effector and one of its rotations. Numerical analyses of the identification Jacobian reveal that all parameters are identifiable. Computer simulations show that the identification is robust for the errors in the initial guess and the measurement noise. Intrinsic inaccuracies of the device can significantly deteriorate the calibration results. A measurement procedure is proposed and formulations of cost functions are discussed to prevent propagation of the inaccuracies to the calibration results.
Kinematic calibration is a process whereby the actual values of geometric parameters are estimated so as to minimize the error in absolute positioning. Measuring all components of Cartesian posture, particularly the orientation, can be difficult. With partial pose measurements, all parameters may not be identifiable. This paper proposes a new device that can be used to identify all kinematic parameters with partial pose measurements. Study is performed for a six degree-of-freedom fully parallel Hexa Slide manipulator. The device, however, is general and can be used for other parallel manipulators. The proposed device consists of a link with U joints on both sides and is equipped with a rotary sensor and a biaxial inclinometer. When attached between the base and the mobile platform, the device restricts the end-effector's motion to five degree-of-freedom and can measure position of the end-effector and one of its rotations. Numerical analyses of the identification Jacobian reveal that all parameters are identifiable. Computer simulations show that the identification is robust for the errors in the initial guess and the measurement noise.
This paper describes an integrated navigation strategy for the autonomous service robot PSR. The PSR is under development at the KIST for service tasks in indoor public environments. The PSR is a multi-functional mobile-manipulator typed agent, which works in daily life. Major advantages of proposed navigation are as follows: 1) Structured control architecture for a systematic integration of various software modules. A Petri net based configuration design enables stable control flow of a robot. 2) A range sensor based generalized scheme of navigation. Any range sensor can be selectively applied using the proposed navigation scheme. 3) No need for modification of environments. (No use of artificial landmarks.) 4) Hybrid approaches combining reactive behavior as well as deliberative planner, and local grid maps as well as global topological maps. A presented experimental result shows that the proposed navigation scheme is useful for mobile service robot in practical applications.
Nuclear robots should be developed for the reduction of radiation exposure, lower man hours, shorter power outage, and also improved worker safety concerns in performing hazardous and dangerous tasks. Among the components of a nuclear robot system, a robot control system equivalent to a human brain is a crucial point because a nuclear robot does not work without a control system. Therefore, in this paper, we will explain the requirements for a robot control system for a nuclear robot from a general point of view and also review the robot control systems of nuclear robots that were developed domestically, to assist a researcher beginning with the design for the control system of nuclear robots. The explained robot control system will be useful to develop the control system for industrial robots, home robots and other robots which are needed for tele-operation and are controlled through the internet.
This paper examines the parameter observability of a calibration system that consrains a mobile platform to a planar table to take the calibration data. To improve the parameter observability, we find the optimal configurations providing the calibration with maximum contribution. The QR-decomposition is used to compute the optimal configurations that maximize the linear independence of rows of an observation matrix. The calibration system is applied to the parallel type manipulator constructed for a machining center. The calibration results show that all the necessary kinematic parameters assigned in a Stewart-Gough platform are identifiable and convergent to desirable accuracy.
In order to avoid the unit inconsistency problem in the conventional Jacobian matrix, previously we presented new formulation of a dimensionally homogeneous inverse Jacobian matrix for parallel manipulators with a planar mobile platform by using three end-effector points based on the velocity relationship [1]. This paper presents force relationships between joint forces and Cartesian forces at the three End-Effector points. The derived force relationships can then be used for analyses of the input/output force transmission. These analyses, forward and inverse force transmission analyses, depend on the singular values of the derived dimensionally homogeneous Jacobian matrix. Using the proposed force relationship, a numerical example is presented for actuator size design of a 3-RRR planar parallel manipulator.
Proceedings of the Computational Structural Engineering Institute Conference
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2007.04a
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pp.84-89
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2007
In this paper, we introduce a new technique for automatic construction of steel frames in high-rise buildings. Basically, we combine advanced robotic technologies to building construction techniques. Four main topics will be developed such as: 1) Planning and synthesis of automatic construction system, 2) Development of construction factory system with climbing oil-pressured robot, 3) Core techniques for automatic assembly for steel frames, and 4) Intelligent resource management system. We expect that this new technique will increase the construction efficiency and will alleviate the manpower shortage problem in the aging society.
Im, D.H.;Kim, S.C.;Cho, S.I.;Chung, S.C.;Hwang, H.
Journal of Biosystems Engineering
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v.33
no.3
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pp.186-195
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2008
In this paper, a prototype tele-operative system with a mobile base was developed in order to automate cultivation of house melon. A man-machine interactive hybrid decision-making system via tele-operative task interface was proposed to overcome limitations of computer image recognition. Identifying house melon including position data from the field image was critical to automate cultivation. And it was not simple especially when melon is covered partly by leaves and stems. The developed system was composed of 5 major modules: (a) main remote monitoring and task control module, (b) wireless remote image acquisition and data transmission module, (c) three-wheel mobile base mounted with a 4 dof articulated type robot manipulator (d) exchangeable modular type end tools, and (e) melon storage module. The system was operated through the graphic user interface using touch screen monitor and wireless data communication among operator, computer, and machine. Once task was selected from the task control and monitoring module, the analog signal of the color image of the field was captured and transmitted to the host computer using R.F. module by wireless. A sequence of algorithms to identify location and size of a melon was performed based on the local image processing. Laboratory experiment showed the developed prototype system showed the practical feasibility of automating various cultivating tasks of house melon.
Park, Hui Chang;Ahn, Kuk Hyun;Min, Jae Kyung;Song, Jae-Bok
The Journal of Korea Robotics Society
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v.15
no.1
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pp.48-54
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2020
Home robot arms require a payload of 2 kg to perform various household tasks; at the same time, they should be operated by low-capacity motors and low-cost speed reducers to ensure reasonable product cost. Furthermore, as robot arms on mobile platforms are battery-driven, their energy efficiency should be very high. To satisfy these requirements, we designed a lightweight counterbalance mechanism (CBM) based on a spring and a wire and developed a home robot arm with five degrees of freedom (DOF) based on this CBM. The CBM compensates for gravitational torques applied to the two pitch joints that are most affected by the robot's weight. The developed counterbalance robot adopts a belt-pulley based parallelogram mechanism for 2-DOF gravity compensation. Experiments using this robot demonstrate that the CBM allows the robot to meet the above-mentioned requirements, even with low-capacity motors and speed reducers.
This paper describes a wearable multi-modal user interface design and its implementation for a teleoperated field robot system. Recently some teleoperated field robots are employed for hazard environment applications (e.g. rescue, explosive ordnance disposal, security). To complete these missions in outdoor environment, the robot system must have appropriate functions, accuracy and reliability. However, the more functions it has, the more difficulties occur in operation of the functions. To cope up with this problem, an effective user interface should be developed. Furthermore, the user interface is needed to be wearable for portability and prompt action. This research starts at the question: how to teleoperate the complicated slave robot easily. The main challenge is to make a simple and intuitive user interface with a wearable shape and size. This research provides multi-modalities such as visual, auditory and haptic sense. It enables an operator to control every functions of a field robot more intuitively. As a result, an EOD (explosive ordnance disposal) demonstration is conducted to verify the validity of the proposed wearable multi-modal user interface.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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