대한기계학회논문집A (Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A)

  • 제36권11호
  • /
  • Pages.1405-1411
  • /
  • 2012
  • /
  • 1226-4873(pISSN)
  • /
  • 2288-5226(eISSN)
대한기계학회 (The Korean Society of Mechanical Engineers)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

와이어 구동방식 원격조작기용 그리퍼의 반자동 파지 및 해제 동작을 위한 스프링 강성 분석

Stiffness Analysis of Spring Mechanism for Semi-Automatic Gripper Motion of Tendon-Driven Remote Manipulator

  • 투고 : 2012.04.23
  • 심사 : 2012.05.30
  • 발행 : 2012.11.01
PDF 다운로드
⟨ 이전 논문 다음 논문 ⟩

초록

위험지역에서의 작업을 위하여 전세계적으로 원격조작기가 널리 활용되고 있다. 특히 원격 시스템의 경우, 운영되는 환경의 특징상 안정적인 성능이 담보되어야만 하며, 조작기 몸체의 경량화 및 운용환경 외부에서의 유지보수 편리성을 위하여 구동부를 시스템의 기저부에 집중시킬 수 있는 장력구동방식 메커니즘이 주로 활용되고 있다. 본 연구에서는 장력구동 방식 원격조작기에 적용하기 위한 그리퍼 탄성 구동부의 설계를 위해 시도된 접근법을 소개하고자 한다. 제시된 그리퍼 시스템은 기본적으로 스프링 메커니즘에 기반을 둔 4 절 링크형 구조를 가지고 있으며 마스터 조작자에 의해 동작되는 슬레이브 조작기의 말단부에 결합되는 구조를 가진다. 본 논문에서는 이러한 조작기의 요구사항에 맞는 그리퍼의 파지력 및 복원력을 재현하기 위하여 그리퍼 상에서의 적정 스프링 결합위치 및 요구강성과 그에 따른 운동학적 영향계수 등을 분석 및 고찰하였다. 최종적으로는 이러한 분석내용들을 바탕으로, 실제 그리퍼 시스템에 적용함으로써 타당성을 검증하였다.

Remote handling manipulators are widely used for performing hazardous tasks, and it is essential to ensure the reliable performance of such systems. Toward this end, tendon-driven mechanisms are adopted in such systems to reduce the weight of the distal parts of the manipulator while maintaining the handling performance. In this study, several approaches for the design of a gripper system for a tendon-driven remote handling system are introduced. Basically, this gripper has an underactuated spring mechanism that is combined with a slave manipulator triggered by a master operator. Based on the requirements under the specified tendon-driven mechanism, the connecting position of the spring system on the gripper mechanism and kinematic influence coefficient (KIC) analysis are performed. As a result, a suitable combination of components for the proper design of the target system is presented and verified.

키워드

참고문헌

  1. Vertut, J. and Coiffet, P., 1985, Teleoperation and Robotics - Evolution and Development, Hermes Publishing, pp. 15-19.
  2. Yu, S. N., Kim, S. H., Lee, H. J., Lee, J. K., Park, B. S. and Kim, K. H., 2011, "Assessment of Remote Handling Tasks for Pyroprocessing Equipment," Spring Annual Conference of Korean Society for Precision Engineering, pp. 515-516.
  3. Annual Project Report, 2009, "Development of System Engineering Technology for Nuclear Fuel Cycle," KAERI/RR-3145/2009.
  4. Park, B. S., Lee, J. K., Lee, H. J., Yu, S. N. and Kim, K. H., 2011, "Remote Modular Design for a Bridge Transported Dual Arm Servo-Manipulator Applied in Pyroprocessing Facility," Int. Conf. on Informatics in Control, Automation and Robotics, pp. 1708-1711
  5. Lee, J. K., Lee, H. J., Park, B. S., Yu, S. N., Kim, K. H. and Kim, H. D., 2011, "Bilateral Control of Master-Slave Manipulator System Using Time Delay Control," Int. Conf. on Informatics in Control, Automation and Robotics, pp. 37-42.
  6. Lee, J. K., Lee, H. J., Park, B. S., and Kim, K. H., 2012, "Bridge-Transported Bilateral Master-Slave Servo Manipulator System for Remote Manipulation in Spent Nuclear Fuel Processing Plant," Journal of Field Robotics, Vol. 29, No. 1, pp. 138-160. https://doi.org/10.1002/rob.20419
  7. Yu, S. N., Lee, J. K., Lee, H. J., Kim, S. H., Park, B. S., Kim, K. H. and Kim, H. D., 2011, "Assessment of Remote Disassembly Task for BDSM (Bridge transported Dual Arm Servo-Manipulator)," Korean Radioactive Waste Society, Autumn Annual Conference, pp. 105-106.
  8. Tesar, D. and Tosunoglu S., 1991, "Advanced Robotics for Mechanical Engineers," Lecture note, Dept. of Mechanical Engineering, University of Texas-Austin.
  9. Lee, J. K., Park, B. S., Lee, H. J., Yu, S. N., Kim, K. H. and Kim, H. D., 2011, "Performance Improvement of Mechanical Part of Remote Handling Servo-Manipulator System for PRIDE Facility," Korean Radioactive Waste Society, Spring Annual Conference, pp. 125-126.
  10. Internet Website: http://www.hwm.com/12-1-Master-Slave+Manipulator+Typen+A100.html (Accessed 22 May 2012)

피인용 문헌

  1. Design of a gripper system for tendon-driven telemanipulators considering semi-automatic spring mechanism and eye-in-hand camera system vol.31, pp.3, 2017, https://doi.org/10.1007/s12206-017-0244-8
  2. Stewart Platform-Based Master System for Tele-Operation of a Robot Arm vol.39, pp.2, 2015, https://doi.org/10.3795/KSME-A.2015.39.2.137