• 한국공작기계학회논문집
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• 제16권6호
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• pp.217-222
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• 2007

This paper describes a static gait generation process and a mechanical design process of leg mechanisms for quadruped robots. Actually robot walking is realized with the joint motion of leg mechanisms. In order to calculate the time-angle trajectories for each joint of leg mechanisms, we generate end-tip trajectories with time for each leg in the global inertial coordinate system intuitively, followed by coordinate transformations of the trajectories into the local coordinates system fixed in each leg, finally the angle-time trajectories of each joint of leg mechanisms are obtained with inverse kinematics. The stability of the gait generated in this paper was verified by a multi-body dynamic analysis using the commercial software $ADAMS^{(R)}$. Additionally the mechanical specifications such as gear reduction ratio, electrical specifications of motor and electrical power consumption during walking have been confirmed by the multi-body dynamic analysis. Finally we constructed a small quadruped robot and confirmed the gait.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.305-311
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• 2012

본 논문에서는 4족 로봇 몸체의 xz-축 스웨이(sway)를 이용하여 4족 로봇의 몸체 흔들림을 최소로 하고 안정도 여유를 최대로 하는 걸음새 생성 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 물결 걸음새(wave gait)를 기반으로 생성하고, 안정도 판별은 움직이는 다리의 높이 변화량과 4족 로봇의 몸체 기울기 정보를 이용한다. 이 때, 4족 로봇의 보행 시 z-축 스웨이로 인한 몸체의 충격을 줄이기 위해 푸리에 급수(Fourier series)를 이용하여 다리의 유연한 이동 궤적을 생성한다. 마지막으로, 본 논문에서 제안한 알고리듬의 실제 적용 가능성 및 효용성을 검증하기 위해 모의 실험 및 4족 로봇의 실제 보행 실험을 수행하여 제안한 방법의 보행 성능을 검증한다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2003년도 ICCAS
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• pp.2529-2534
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• 2003

A quadruped walking robot has a superior adaptablility as well as highly adaptable mobility in various environments. These special advantages are outstanding in the mobile robot group. In this work, we introduce the method for omni-directional gait and rotational gait which is the generalized control algorithm to perform any direction commands. In addition, to improve the stability of quadruped walking robot, we performed the optimization between walking angle and sequence of feet. The proposed ideas are applied to the actual design of MRWALLSPECT III(Multifunctional Robot for Wall inSpection version 3) that is designed to inspect of the large surface of industrial utilities. By implementing the proposed idea on the robot, it’s effectiveness is experimentally confirmed.

• 로봇학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.86-91
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• 2018

This paper presents about design efforts of a human-sized quadruped robot leg for high energy efficiency, and verifications. One of the representative index of the energy efficiency is the Cost of Transport (COT), but increased in the energy or work done is not calculated in COT. In this reason, the input to the output energy efficiency should be also considered as a very important term. By designing the robot with customized motor housing, small rotational inertia, and low gear ratio to reduce friction, high energy efficiency was achieved. Squatting motion of one leg was performed and simulation results were compared to the experimental results for validation. The developed 50 kg robot can lift the weight up to 200 kg, and during squatting, it showed high energy efficiency. The robot showed 71% input to output energy efficiency in positive work. Peak current during squatting only appears to be 0.3 A.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.159-160
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• 2008

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제22권5호
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• pp.617-623
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• 2012

본 논문에서는 4족 로봇의 허리 관절을 이용하여 효율적인 경사면 보행을 위한 걸음새 생성 방법을 제안한다. 허리 관절을 갖는 4족 로봇의 기구학적 모델은 Denavit-Hartenberg 표현 방법과 대수적 방법을 이용하여 유도하고, 다리 이동 순서는 물결 걸음새(wave gait)를 사용한다. 한편 제안한 걸음새 생성 방법에서는 기구적 제한과 보폭의 감소를 완화하기 위해 경사면의 경사도에 따라 적절한 상체 및 하체의 허리 관절각을 결정하고, 에너지 안정도 여유(energy stability margin)를 증가시키기 위해 도달 영역(workspace)의 탐색을 통해 발끝 위치를 결정한다. 마지막으로, 컴퓨터 모의 실험을 통해 본 논문에서 제안한 알고리듬의 효용성 및 실제 적용 가능성을 검증한다.

• 한국생산제조학회지
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• 제24권5호
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• pp.548-552
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• 2015

In this paper, we describe the quadruped walking-control algorithm of the complete full-size humanoid DARPA Robotics Challenge-HUBO (DRC-HUBO) robot. Although DRC-HUBO is a biped robot, we require a quadruped walking function using two legs and two arms to overcome uneven terrains in the DRC. We design a wave-type quadruped walking pattern as a feedforward control using several walking parameters, and we design zero moment point (ZMP) controllers to maintain stable walking using an inverted pendulum model and an observed-state feedback control scheme. In particular, we propose a switching algorithm for ZMP controllers using supporting value and weighting factors in order to maintain the ZMP control performance during foot switching. Finally, we verify the proposed algorithm by performing quadruped walking experiments using DRC-HUBO.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2003년도 춘계종합학술대회
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• pp.309-312
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• 2003

다리를 가진 로봇은 지형에 대한 높은 적응능력을 가졌다할지라도 바퀴의 차량과 비교했을 때 일반적으로 그 속도가 상당히 낮다. 다리를 가진 로봇으로 빨리 움직이는 속도를 얻기 위해서는 두발 로봇의 달림과 4족 로봇의 속보나 뛰는 것과 같이 동적으로 안정한 걸음걸이가 좋은 해결법이다. 그러나 동적으로 안정한 걸음걸이의 에너지 효율은 일반적으로 느린 걸음걸이와 같은 안정한 걸음걸이보다 낮다. 본 논문에서는 네발로 걷는 로봇의 에너지 효율에 관한 실험적 연구를 보여준다. 빠른 걸음걸이의 2가지 패턴의 에너지 소모에 대한 TITAN-VIII을 이용한 실험을 통해 연구하였다.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제6권2호
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• pp.300-308
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• 2002

본 논문은 네트웍을 이용하여 원격 제어가 가능한 사족보행로봇의 구현에 대하여 다루고 있다. 로봇이 평탄하지 않은 지면에서 작업하거나 인간 친화적인 요소를 부여하기 위해서는 인간이나 곤충과 같이 다리를 가지는 보행이 필수적이다. 제작된 사족 보행로봇은 장착된 센서와 구동부를 이용하여 기본적인 동작을 수행하는 동시에 유선알고리즘을 이용해 만들어진 진보된 걸음새를 가지고 있다. 또한 웹브라우저를 이용하여 로봇의 명령을 만들고 현재의 상태를 모니터링 하는 등의 원격 동작을 수행하기 위해 네트웍을 통해 제어를 수행할 수 있게 하였다. 본 논문에서는 제작된 로봇의 기구적인 해석 결과를 다루었고 해석된 결과를 모의 실험과 더불어 실제 구현하여 제시된 방법의 유용성을 제시하였다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.320-327
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• 2006

This paper introduces a new entertainment robot called ELIRO-II(Eating Lizard RObot version 2)which is a bio-mimetic quadruped walking robot with autonomous eating function. We focus on the realization of the behavior of an animal, i.e., wandering around to find food and eating food. The ELIRO-II is modeled after a lizard, which has four legs, 2-DOF waist-joint, an eye part, a mouth part and a stomach part. The effectiveness of the developed robot is shown through real experiments.