When designing workplaces or arranging controls on panel, devices and controls should be placed within the reach of operator's arm or foot to guarantee effective performances. Most of the existing research on the reach volume were based on measurements of a few subject's arm reach, and limited to Caucasian and Chineses populations, and foot reach and trunk motion have been excluded. Range of human joint motion and that of two degrees of freedom motion are needed to generate reach volume analytically using the sweeping algorithm. Therefore, in this research, range of two degrees of reedom motion was measured, in which 47 college students were participated volumtarily as subjects. Second, new approximate algorithms generating reach volumes were suggested based on the robot kinematics, in which range of two degrees of freedom motion was considered. Our analytically generated reach volume showed statistically reasonable results when compared with that obtained from direct measurement.
In this study, the graphic simulation system of multi joint manipulator is developed to analyze and optimize the remote handling processes for the spent fuel assembly. This system consists of a 3-D graphical modeling system, a device assembling system, and a motion simulation system. To analyze and optimize the processes involved in multi-joint manipulator operation such as NFBC transportation process and bottom nozzle removal process, the virtual work place is implemented using a computer graphic technology. This virtual workcell is exactly same as that of the real environment. This graphic simulation system of the multi-joint manipulator can be effectively used for designing the main processes and maintenance processes of the spent fuel management.
Ultra-precision positioning plays a crucial role in emerging technologies such as electronics, bioengineering, optics, and various nanofabrication technologies. As a result, various nanopositioning methods have been presented. In particular, nanopositioning using a flexure mechanism and piezo-electric actuator is one of the most valuable methods because of its friction-free motion and subnanometer-scale motion resolution. In this study, a rotational nanoactuator based on a right-circular flexure mechanism and piezo-electric actuator was developed through a consideration of the kinematics and structural deformation. An experimental setup was constructed to verify the performance expectation. Consequently, it was demonstrated that the developed system had a maximum rotational angle of about 0.01 rad, as well as sufficient linearity with respect to the input voltage.
A kinematic modeling method is proposed which models the sliding and skidding at the wheels as pseudo joints and utilizes those pseudo joint variables as augmented variables. Kinematic models of various type of wheels are derived based on this modeling method. Then, the transfer method of augmented generalized coordinates is applied to obtain inverse and forward kinematic models of mobile robots. The kinematic models of five different types of planar mobile robots are derided to show the effectiveness of the proposed modeling method.
An inverse kinematic solution of a robot manipulator using multilayer perceptrons is proposed. Neural networks allow the solution of some complex nonlinear equations such as the inverse kinematics of a robot manipulator without the need for its model. However, the back-propagation (BP) learning rule for multilayer perceptrons has the major limitation of being too slow in learning to be practical. In this paper, a new algorithm named Dynamically Reconfiguring BP is proposed to improve its learning speed. It uses a modified version of Kohonen's Self-Organizing Feature Map (SOFM) to partition the input space and for each input point, select a subset of the hidden processing elements or neurons. A subset of the original network results from these selected neuron which learns the desired mapping for this small input region. It is this selective property that accelerates convergence as well as enhances resolution. This network was used to learn the parity function and further, to solve the inverse kinematic problem of a robot manipulator. The results demonstrate faster learning than the BP network.
본 논문은 금형의 마무리 연마 작업을 로봇을 이용하여 자동화하기 위한 오프라인 프로그래밍 시스템개발을 그 내용으로 하고있다. 3차원 자유곡면 형상을 갖는 금형을 연마하기 위한 로봇 작업 경로를 효율적으로 생성하기 위해서는 기존의 교시 방법이 아닌 CAD시스템과 연계된 시뮬레이션 방식의 자동 경로 생성 방법이 요구된다. 본 연구에서 개발된 금형 연마 작업을 위한 오프라인 프로그래밍 시스템은 연마 작업 시뮬레이션을 위한 기하학적 모델링 기능, 로봇의 작업 공간을 고려한 작업장 배치 기능, 연마 로봇의 효율적인 기구학 해, 3차원 그래픽 시뮬레이션, 3차원 물체간의 충돌 검사 기능 및 유기적인 관계형 데이타 베이스 기능 등으로 구성된다. 본 시스템의 시뮬레이션 결과를 로봇의 위치 보정 과정을 거쳐 로봇 작업 프로그램 으로 변환함으로써 최종적으로 실제 연마 작업이 가능한, 정확하고 안전한 로봇 프로그램을 생성하였다.
In this study a three-axes mobile robot which has two independently controlled driving wheels and a function of simultaneously steering the driving wheels has been developed. Two-motion modes of the mobile robot, the first is a differential velocity motion of two driving wheels and the second is a equal driving and steering motion, have been analyzed and the kinematic and dymanic analyses about the each motion mode have been carried out. As a result of dynamic analysis, the torque used on a motor control and acceleration have been derived explicitly. Hence, a computation time is saved effectively and a real time control of the mobile robot considering the dynamics has become possible. Through a simulation the results considering the dynamics have been compared with that no regarding the dynamics and the possibility of real-time control has been proved.
This paper introduces a Korean rescue robot and presents a whole body kinematic control strategy. The mission of the rescue robot is to move and lift patients or soldiers with impaired mobility in the battlefields, hospitals and hazardous environments. In order for a robot to rescue and assist humans, reliable mobility in various environments, large load carrying capacity, and dextrous manipulability are required. For these objects the robot has variable configuration mobile platform with tracks, dual arm manipulator, and two types of grippers. The electric actuators provide the strength to lift a wounded soldier up to 120 kg using whole body joints. To control the robot with multi degree of freedom, we need to synthesize complex whole-body behaviors, and to manage multiple task primitives systematically. We are to present a whole body kinematic control methodology, and demonstrate its effectiveness through numerical simulations.
본 논문은 다양한 지면에 적응 가능한 견형 4족 로봇의 위치 이동에 관한 것으로 정 보행과 동 보행의 구현 방법 및 특성을 주로 다루었다. 이를 위하여, 총 12 자유도의 로봇을 자체 제작하였으며, 몸통과 발의 운동궤적을 생체 모방 방식으로 생성한 후 역기구학에 의하여 그에 해당하는 각 다리의 관절각을 해석적으로 구하였다. 이러한 관절각 데이터를 상기 로봇의 ADAMS 모델에 적용하여 컴퓨터 시뮬레이션을 수행한 결과, 계획된 걷기 및 속보 걸음새가 동력학적으로 안정함을 확인하였다. 그러나 그 이전의 속보 패턴의 경우에는 시뮬레이션 결과와는 달리 실험 중 불안정한 거동을 보였다. 그에 따라 원인 분석을 하는 과정 중, 속보와 같은 동 보행의 경우 ZMP보다는 WSM의 개념을 적극적으로 활용하고 보행 주기를 최대한 단축시키는 것이 안정성 확보에 매우 중요함을 발견하였다.
본 연구에서 병렬형 매니퓰레이터는 두 개의 평행판 위를 움직이는 슬라이더와 말단장치가 임의로 조정될 수 있는 링크를 가지고 있고, 두 개의 슬라이더에 각각 연결된 링크는 커플링운동을 한다. 매니퓰레이터의 정기구학 및 역기구학 해석을 통하여 슬라이더의 위치 및 말단장치의 위치 사이의 관계식을 나타내는 변위방정식을 유도하고, 유도된 방정식으로부터 정기구학 및 역기구학의 자코비안 행렬들을 구한다. 이러한 행렬들을 이용하여 매니퓰레이터의 지역 성능지수를 제안한다. 성능지수의 시뮬레이션 결과로부터, 매니퓰레이터는 한 사분면에서만 원활한 운동을 할 수 있고, 링크 길이 비와 말단장치의 자세가 최대 성능지수가 분포하는 영역의 변화에 중대한 영향을 미친다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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