• 로봇학회논문지
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• 제6권3호
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• pp.263-273
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• 2011

This paper analyzes the motion of a horseback riding robot which has two actuators and three joints. It is impossible to control the saddle to get to any position and orientation using the two motors because the robot has less degrees of freedom than the number of joints. Therefore it is required to know the possible location and orientation along with the velocity characteristics of each pose prior to motion planning. For this purpose, this paper analyzes the characteristics of the robot motion. The authors derive the forward and inverse kinematics of the robot motion and developed the trajectory editor for motion planning. Also, Jacobian of the robot is analyzed. It reveals that one of the actuator has little influence to the speed of the saddle motion while the other affects the speed of the saddle motion dominantly. The approach of the paper can be applied for the analysis of characteristics of a robot which has less number of actuators than that of joints.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.277-282
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• 2001

As human-friendly robot techniques improve, the concept of the wearability of robotic arms becomes important. A master arm that detects human arm motion and provides virtual forces to the operator is an embodied concept of a wearable robotic arm. In this study, we design a 7 DOF wearable robotic arm with high joint torques. An operator wearing this robotic arm can move around freely because this robotic arm was designed to have its fixed point at the shoulder part of the operator. The proposed robotic arm uses parallel mechanisms at the shoulder part and the wrist part on the model of the human muscular structure of an upper limb. To reduce the computational load in solving the forward kinematics and to prevent singularity motions of the parallel mechanism, yawing motion of the parallel mechanisms was separated using a slip ling mechanism. The total weight of the proposed robotic arm is about 4 kg. An experimental result of force tracking test for the pneumatic control system and an application example for VR robot are described to show the validity of the robot.

• 한국공작기계학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.51-58
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• 2008

This paper presents a new design of the precision stage for the reticle in lithography process and a low hunting control method for the stage. The stage has three axes for X, Y, ${\theta}_z$ those actuated by three voice coil motors individually. The designed reticle stage system has three gap sensors and voice coil motors, and supported by four air bearings and the forward/inverse kinematics of the stage were solved to get an accurate reference position. When a stage is in regulating control mode, there always exist small fluctuations(stage hunting) in the stage movement. Because the low stage hunting characteristic is very important in recent lithography and nano-level applications, a special regulating controller for ultra low hunting is proposed in this paper. Also this research proposed the 2-step transmission system for preventing the noise infection from environmental devices. The experimental results showed the proposed regulating control system reduced hunting noise as 35nm(rms) when a conventional PID generates 77nm(rms) in the same mechanical system. Besides the reticle stage has 100nm linear accuracy and $1{\mu}rad$ rotation accuracy at the control frequency of 8kHz.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.543-547
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• 2009

This paper describes the design, simulation, development, and experiment of a six degree-of-freedom micropositioning parallel manipulator. A movable stage was supported with six links, each of which extends with a dc-servo micropositioning actuator. In case of parallel manipulator, while the solution of the inverse kinematics is easily found by the vectors of the links which are composed of the joint coordinates in base and platform, but forward kinematic is not easily solved because of the nonlinearity and complexity of the parallel manipulator's kinematic output equation with the multi-solutions. The movable range of the prototype was ${\pm}25mm$ in the x- and y-directions and ${\pm}12.5mm$ in the z-direction. The minimum incremental motion of the prototype was $1{\mu}m$ in the x- and y-directions and $0.5{\mu}m$ in the z-direction. The repeatability of the prototype was ${\pm}2{\mu}m$ in the x- and y-directions and ${\pm}1{\mu}m$ in the z-direction. The motion performance was also evaluated by not only the computer simulation of CAD model but also the experiment using a capacitive sensor system.

• 로봇학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.37-47
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• 2023

This paper introduced how to construct Denavit-Hartenberg (DH) parameters from the Unified Robot Description Format (URDF). URDF is convenient for describing a robot even though the robot is very complex. On the other hand, DH convention is not an easy notation for many novices who want to describe a robot. Therefore, most vendors provide URDF and users prefer to use URDF to describe a robot. However, some controllers or algorithms are based on DH parameters to perform kinematics, dynamics, control, etc. To connect URDF and DH parameters, we present a three-step approach to construct DH parameters from URDF. The first step is to define the joint axis for constructing DH parameters. The second step is constructing DH parameters to define joint character. The final step is constructing DH parameters to define the coordinate frame of the child link. This approach is based on intuitive vector calculation and guarantees the uniqueness of DH parameters. To verify our approach, we applied our approach to a simple one-link robot, a manipulator with 6 DOF, and a quadruped robot with 3 DOF per leg. We verified that our approach worked well based on forward kinematic results.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
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• 제20권4호
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• pp.479-484
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• 1999

본 연구에서는 사람의 턱 운동과 턱 사이에 작용하는 힘(혹은 압력)을 그대로 나타낼 수 있는 저작로봇을 개발하는 것을 궁극적인 목표로 한다. 이러한 저작로봇이 개발되면, 치과의사가 환자의 턱운동에 나타나는 병변을 진단하고 치료하는데 큰 도움이 될 것으로 사료된다. 또한 , 본 연구에 채택한 병렬기구(parallel mechanism)에대한 순기구학적( forward kinematics)분석은 일반적인 병렬기구의 실계에도 응용될 것으로 기대된다. 본 연구진이 1차적으로 설계한 모델은 베이스와 플랫폼(platform), 그리고 이 둘을 연결하는 3개의 다리로 구성되어 있다. 다리와 플랫폼은 3자유도의 관절로 다리와 베이스는 1자유도의 경첩 관절로 연결되어 있으며, 이 3개의 경첩 관절은 베이스 위의 수평면에서 직선을 따라 움직인다. 경첩 관절의 수평 변위와 세 다리의 길이가 주어졌을 때 플랫폼의 위치와 오리엔테이션을 구하는 순기구학의 해( 解)를 계산해내는 알고리즘을 개발하였다. 이 알고리즘의 특징은 매 순간 오차를 계산하여 이 오차가 줄어드는 방향으로 나아가도록 시간간격(time step)을 조절하는 것이다. 본 알고리즘은 현재 가장 보편적으로 사용되고 있는 뉴튼-렙슨 방법에 비하여 3가지 장점을 나타내고 있다. 우선 , 초기치(initial guess)에 관계없이 수렴한다는 것이다. 또한, 본 알고리즘은 뉴튼-렙슨 방법에 비하여 수렴속도가 훨씬 빠르며, 연산 시간이 매우 짧아져 실제적인 실시간 적용에 적합하다. 마지막으로, 뉴튼-렙슨 방법에서는 여러 개의 해 가운데 어느 곳으로 수렴할 지 예측 할수 없으나 본 알고리즘에서는 초기치에 가장 가까운 해로 수렴한다. 이러한 순기구학의 다중성(multiplicity)문제를 해결하기 위하여 두 개의 조건을 제시하였으며, 이를 적용한 시뮬레이션 결과에 의하면 항상 원하는 해(true solution)에 수렴할 수 있었다.발생량의 감소를 기대 할 수 있는 친환경기술로 유지관리비를 최소화할 수 있는 장점이 있었다. 않은 사람들 중 미래의 검진실행의지에 건강소식지가 영향을 미친 경우는 48.7%였다. 보건교육을 받은 후 유방암 자가검진 실천율은 사업군에서 53.9%로 받기 전의 27.3%보다 증가하였으나 대조군의 경우는 별 차이가 없었다. 연령별로는 60대가 가장 높았고 사업군에서 검진율의 증가분은 30대가 가장 컸다. 교육수준별로는 사업군은 고졸이, 대조군은 전문대졸이 가장 높았고 사업군에서 검진율의 증가분은 고졸에서 가장 컸다. 보건교육 후 유방암과 관련된 건강지식의 정도는 사업군이 3.7점으로 대조군보다 유의하게 높았으며, 유방암 자가검진법을 실천하는 사람들의 동기는 ‘일반 대중매체의 영향’이 가장 많았으며 건강소식지가 동기인 경우도 20.4%였다. 사업군에서 건강소식지가 유방암 자가검진법 실천에 영향을 미친 경우가 79.6%였으며 유방암 자가검진법에 관한 보건교육을 받고 실천하지 않은 사람들 중 미래의 실천의지에 건강소식지가 영향을 미친 경우는 43.6%였다. 이상의 소견에서 지역주민을 대상으로 인쇄매체를 통한 보건교육은 인쇄물만으로도 쉽게 실천 할 수 있는 유방암 자가검진법이 가장 효과적이었으며, 자궁암검진에 관해서도 검진을 받을 수 있도록 지역사회의 보건의료의 하부구조를 정비하여 제도적 장치를 마련하고 정보를 제공한다면 자궁암검진 실천율도 증가할 것이다.고 12.9% 의 발달율을 보여 유의적인 차이를 보이지 않았다. 이상의 결과로 보아 핵이식 수정란을 효율적으로 생산하기 위하여 수핵난자의 세포질에 ionomycin 과 DMAP 의 혼합처리로 탈핵난자의 활성화를 유도하는 것이 효율을 증진시킬 수 있었다고 본다. 또한 공핵수정란을 수정 후 90시간과 114시간 개별 배양하여 할구를 공핵체로 핵이식에 이용하였을 때도 그룹배양에 비하여 효율이 떨어지지 않음을 알 수 있었으며, 수정란의 할구

• 한국운동역학회지
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• 제18권2호
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• pp.41-48
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• 2008

본 연구의 목적은 테니스 두 스탠스 유형(pinpoint stance, platform stance)에 따른 서브 시 하지관절의 모멘트를 분석하여 테니스 선수들이 연습 시 상해를 예방할 수 있도록 현장에서 지도할 객관적인 기초자료를 얻기 위해 테니스 고등학교 우수선수 7명을 대상으로 하였으며, VICON System의 분석프로그램인 Workstation, Bodybuilder, Polygon을 이용하여 하지관절의 모멘트를 분석하였다. 구체적인 변인은 발목, 무릎, 엉덩관절의 모멘트들을 중점적으로 비교 분석한바 다음과 같은 결론을 얻었다. 테니스 두 스탠스 유형에 따른 서브 동작 시 하지관절에 발생되는 모멘트의 패턴은 각각 다른 패턴이었으며, 모멘트의 크기는 발목 배측 굴곡 모멘트만 plat가 크게 발생되었으며, 다른 모멘트는 pin이 크게 발생되었다. 또 굴신모멘트에서는 엉덩, 발목, 무릎 순이었으며, 회전모멘트는 발목, 무릎, 엉덩 순으로 큰 모멘트를 나타내 보였다. 하지관절의 굴신과 회전모멘트는 백스윙동작과 백스윙동작부터 포워드 스윙으로 변화되는 시점까지 모멘트의 크기가 가장 크게 나타났으며, 변화도 크게 나타내보였다. 이때 상해가 발생할 위험성이 높기 때문에 이에 주의해야 한다고 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권7호
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• pp.741-749
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• 2006

For last couple of decades, uses of TFI-LCDs have been expanded to many FPD(Flat Panel Display) applications including mobile displays, desktop monitors and TVs. Furthermore, there has been growing demand for increasingly larger LCD TVs. In order to meet this demand as well as to improve productivity, LCD manufactures have continued to install larger-generation display fabrication facilities which are capable of producing more panels and larger displays per mother glass(substrate). As the size of mother glass becomes larger, a robot required to handle the glass becomes bigger accordingly, and its end effectors(arms) are extended to match the glass size. With this configuration, a considerable static deflection occurs at the end of the robot arms. In order to stack maximum number of mother glasses on a given footprint, the static deflection should be compensated. This paper presents a novel static deflection compensation algorithm. This algorithm requires neither measurement instrument nor additional vertical axis on the robot. It is realized by robot controller software. The forward and inverse kinematics considering compensation always guarantees a unique solution, so the proposed algorithm can be applied to an arbitrary robot position. The algorithm reduced static deflection by 40% in stationary robot state experiment. It also improved vertical path accuracy up to 60% when the arm was running at its maximum speed. This algorithm has been commercialized and successfully applied to a seventh-generation LCD glass-handling robot.

• 대한기계학회논문집A
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• 제22권2호
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• pp.372-379
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• 1998

A new 6 degrees-of-freedom micro stage, based on parallel mechanisms and actuated by using piezoelectric elements, has been developed for the application of micro positioning such as semiconductor manufacturing devices, high precision optical measurement systems, and high accurate machining. The micro stage structure consists of a base platform and an upper platform(stage). The base platform can effectively generates planar motion with yaw motion, while the stage can do vertical motion with roll and pitch motions with respect to the base platform. This separated structure has an advantage of less interference among actuators. The forward and inverse kinematics of the micro stage are discussed. Also, through linearization of kinematic equations about an operating point on the assumption that the configuration of the micro stage remains essentially constant throughout a workspace is performed. To maximize the workspace of the stage relative to fixed frame, an optimal design procedure of geometric parameter is shown. Hardware description and a prototype are presented. The prototype is about 150mm in height and its base platform is approximately 94mm in diameter. The workspace of the prototype is obtained by computer simulation. Kinematic calibration procedure of the micro stage and its results are presented.

• 한국운동역학회지
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• 제19권3호
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• pp.425-433
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• 2009

본 연구의 목적은 속구와 멀리던지기 동작 사이의 상호관계를 밟히며, 속구와 멀리던지기 동작의 투구시 운동학적으로 어떠한 차이가 있는 밝히는 것이다. 8명의 대학교 야구선수들이 실험에 참여하였다. APAS(Ariel Performance Analysis System) 동작분석시스템을 이용하여 속구와 멀리던지기 동작에 대한 운동학적 변인을 구하여 분석하였다. 본 연구의 결과로 신체중심의 전후변위에서 투구후반부에서 속구가 멀리던지기보다 신체중심이 앞으로 이동하였고, 상하변위에서는 속구가 더 낮은 자세를 보였다. 오른손의 속도에서는 릴리즈 시 속구가 더 빠르게 나타났고, 팔꿈치관절에서는 투구중반부에서는 속구가 더 신전되었고, 릴리즈에서는 동일하였고, 어깨관절에서는 팔 가속지점에서 속구가 더 신전된 것으로 나타났다. 몸통경사에서는 릴리즈 시 속구는 전방으로 멀리던지기는 후방경사를 취하고 있었다. 보폭은 속구가 더 긴 것으로 나타났다. 2가지 투구동작에서 동일한 자세에서 시작하지만, 각 변인에 따라 공통점과 차이점을 발견할 수 있었다. 이러한 이유로, 속구를 던지기 위해 멀리던지기 훈련이 어느 정도 도움이 될 것으로 생각된다.