• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.563-564
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• 2009

• 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.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.141-148
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• 2012

This paper proposes fault tolerant gaits of a quadruped robot with feet of flat shape. Fault tolerant gaits make it possible for a legged robot to continue static walking against a leg failure. In the previous researches, it was assumed that a legged robot had feet that have point contact with the surface. When the robot is endowed with feet having flat shape, fault tolerant gaits can show better performance compared with the former gaits, especially in terms of the stride length and gait stability. In this paper, fault tolerant gaits of a quadruped robot against a locked joint failure are addressed in straight-line motion and crab walking, respectively.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.626-633
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• 2009

A motion planning algorithm is presented in this paper for a commercialized quadruped walking of robot pet. Stable walking is the basic requirement for a commercial-purpose legged robot. In order to secure the walking stability, modified body sway to the centroid of support polygon is addressed. By representation of walking motion with respect to the world coordinate system rather than body coordinate, it is possible to design the several gaits in unified fashion. The initial gait posture is introduced to maximize the stride and to achieve fast walking. The proposed walking motion planning is verified through computer simulation and experiments.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제7권8호
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• pp.675-679
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• 2001

This paper presents walking algorithm for a quadruped robot that does not have an upper body. Tilting motion is added to the planned walking trajectory instead of using an extra body segment that is independent on walking trajectory. Area and tracking algorithms are proposed as tilting method and compared with that of off-line tilting and that of no tilting. Computer simulation shows that stability of tilted walking is more improved than that of the usual walking algorithm for general walking paths. It also shows that the tracking method guarantees stability and best mobility.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2001년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.301-306
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• 2001

In this paper, we developed a quadruped walking robot, FRAMIX-T, with insectile leg mechanism and we inspected the efficiency of it in detail. In robotics, the legs of insect type are appropriate for the stability and the agile movement. So we first performed a gait analysis using duty factor, stride, phase etc., and analyzed the stability margin to improve the stability of robot. On the basis of this research, we planned the wave gait suitable for FRAMIX-T and performed a walking experiment. From this result, we proved the high efficiency using insectile leg mechanism and the possibility of walking with improved stability and mobility.

• 한국정보통신학회논문지
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• 제16권6호
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• pp.1235-1241
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• 2012

본 논문에서는 4족 보행로봇 TITAN-VIII의 모든 관절각과 로봇 본체의 자세각을 계측하여 발바닥의 위치를 추정하고 각 관절의 구동모터를 제어하였다. 네 발바닥에 로드셀을 설치하여 주기, 한주기당 이동거리와 발바닥이 들어 올려지는 높이를 변경하여 8가지 서로 다른 조건에서 보행실험을 수행하고 보행 중 발바닥에 가해지는 힘과 각 관절을 구동하는 모터의 소비전력을 구한 후 비교 분석하여 자세제어의 타당성을 평가하였다. 분석결과 새로운 주기가 시작되는 구간에서 발바닥이 지면을 늦게 떠나는 슬립현상을 확인했는데 이것은 관절각과 본체의 자세각을 계측하여 발바닥의 위치를 추정하고 보행계획을 수립하여 제어하는 것만으로 보행 중 발생하는 로봇 본체의 기울어짐과 기계적인 에러를 완벽하게 극복하지 못함을 확인했다.

• 융합신호처리학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.113-118
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• 2012

기존의 4족 보행 로봇에서의 다리 부착 위치는 말, 사자 등의 동물에서 볼 수 있는 것과 같은 형태로서 사람들에게 익숙한 형태이기 때문에 외관상 자연스러우나 보행의 안정성, 보행의 속도 등 보행의 관점에서는 비효율적인 측면이 있다. 본 논문에서는 자연계에는 존재하지 않는 형태로서 보행이 효율적으로 이루어지도록 네 다리를 몸체에 부착한 형태의 4족 보행 로봇에 대하여 기술한다. 제안된 4족 보행 로봇은 로봇의 진행 방향에 대하여 좌우 다리와 전후다리를 갖는다. 일반적인 구조의 4족 보행 로봇은 정적인 보행을 하기 위하여 항상 세 다리가 지면에 닿아야하고 로봇의 무게 중심을 로봇 진행 방향에 대하여 좌우로 이동시켜주어야 한다. 또한 보행 속도를 높이기 위해서는 두 다리만 동시에 지면에 닿는 동적인 보행을 수행하여야 하는데 이는 제어하기가 쉽지 않고 사용된 모터의 특성에 따라서는 동적인 제어가 불가능할 수도 있다. 반면 제안된 로봇은 정적인 보행에서도 두 다리를 동시에 이동할 수 있어 보행의 안정성과 효율성을 크게 향상시켰다.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2004년도 ICCAS
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• pp.1926-1930
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• 2004

We suggest a turning gait planning of a quadruped walking robot with an articulated spine. Robot developer has tried to implement a gait more similar to that of natural animals with high stability margin. Therefore, so many types of walking robot with reasonable gait have been developed. But there is a big difference with a natural animal walking motion. A key point is the fact that natural animals use their waist-oint(articulated spine) to walk. For example, a crocodile which has short legs relative to a long body uses their waist to walk more quickly and to turn more effectively. The other animals such as tiger, dog and so forth, also use their waist. Therefore, this paper proposes discontinuous turning gait planning for a newly modeled quadruped walking robot with an articulated spine which connects the front and rear parts of the body. Turning gait is very important as same as straight gait. All animals need a turning gait to avoid obstacle or to change walking direction. Turning gait has mainly two types of gaits; circular gait and spinning gait. We apply articulated spine to above two gaits, which shows the majority of an articulated spine more effectively. Firstly, we describe a kinematic relation of a waist-joint, the hip, and the center of gravity of body, and then apply a spinning gait. Next, we apply a waist-joint to a circular gait. We compare a gait stability margin with that of a conventional single rigid body walking robot. Finally, we show the validity of a proposed gait with simulation.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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• pp.204-207
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• 2005

4족 보행로봇은 에너지원을 본체에 부착하고 다녀야 하기 때문에 산업용 로봇에서 크게 고려되지 않았던 에너지 효율이 중요한 문제로 부각되었고 이에 대한 연구가 많이 이루어지고 있다. 현재까지 4족 보행로봇 에너지 효율에 관한 연구의 대부분은 수학적 모델링, 동역학적 해석 또는 시뮬레이션으로 주기(Period)당 에너지 소모량을 근거로 효율을 평가하였다. 실험적 결과에 의한 연구는 아직 부족하며 로봇은 단순히 한주기를 보행하는 것이 아니라 연속적으로 보행하는 것이기 때문에 한주기를 기준으로 효율을 평가하는 것은 적합하지 않을 수도 있다. 본 논문에서는 실험 로봇인 TITAN-VIII을 보폭이 0.1, 0.2, 0.3[m]일 때 주기를 1.0, 1.5, 2.0, 3.0[sec]로 변경하면서 12가지 경우에 대해서 2[m]를 Trot 보행 시키면서 에너지 소모량을 측정하고 실험적 결과를 근거로 에너지 효율관계를 분석하였다.