• 제목/요약/키워드: 기구학 해석

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협소 공간 작업을 위한 6축 다관절 로봇의 기구학 및 구조해석 (Kinematic and Structural Analysis of a 6-DOF Manipulator for Narrow-space Work)

  • 정성엽;최두순
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.666-672
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    • 2017
  • 본 연구팀은 프레스 성형 공정에서 버텀 섀시 (bottom chassis)에 팸너트 (pem nut)를 고정하는 것과 같은 협소 공간 작업을 위한 6축 다관절 로봇을 개발하고 있다. 본 논문에서는 6축 다관절 로봇의 위치 제어를 위한 기구학 해석과 가반하중에 따른 위치 정밀도 파악을 위한 구조해석을 수행하였다. 먼저, 로봇의 Denavit-Hatenberg 파라미터를 정의하고, 정기구학과 역기구학 모델을 제시하였다. 기구학 모델은 Coppelia Robotics 사의 virtual robot experimentation platform (V-REP)을 이용하여 시각적인 시뮬레이션을 통해 검증하였다. 위치 정밀도 분석은 완전 펼침 상태와 완전 접힘 상태에서 자중에 의한 처짐량과 가반하중에 의한 처짐량에 대한 구조해석을 통해 수행하였다. 해석 결과, 최대 변형량은 완전 펼침 상태에서 자체 하중만 있는 경우 0.339 mm로 나타났으며, 5kgf의 하중이 장착된 경우에는 0.667 mm로 나타났고, 설계 조건 1 mm 내에 있음을 확인하였다. 또한, 최대 발생 응력은 축 2와 3을 연결하는 링크에서 22.05 MPa로 나타났고, 부품 재질을 고려할 때 이 값은 구조적으로 안전함을 확인하였다.

실시간 애니메이션을 위한 인체 동력학 모델 (Human Dynamic Model for Real-time Animation)

  • 오병주;윤필현김창회
    • 대한전자공학회:학술대회논문집
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    • 대한전자공학회 1998년도 추계종합학술대회 논문집
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    • pp.453-456
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    • 1998
  • 컴퓨터 그래픽스 기술의 발전과 더불어 인체의 움직임을 사실적으로 구현하기 위한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 논문에서는 인체의 동력학적 특성을 고려한 실시간 애니메이션이 가능하도록 인체를 모델링하였다. 인체의 동력학적 특성을 해석하기 위하여 인체를 16 자유도를 갖는 강체(rigid body)로 가정하였으며 Branch 형태의 복잡한 기구학적 형상을 가진 인체를 5개의 단순한 형태의 기구학적 연결체로 분할 하여 모델링을 수행하였다. 이러한 동력학 모델은 단순히 기구학 만을 이용하는 경우보다 사실적이면서도 실시간으로 애니메이션이 가능하다. 이와 같이 동력학적 모델을 사용하여 애니메이션을 수행할 경우 부가적인 장비를 사용하지 않고도 다양한 형태의 인간 움직임을 사실적으로 모사할 수 있다.

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스튜워트 플랫폼 구조를 이용한 구형 3-자유도 병렬 메커니즘의 기구학 특성 분석 (Analysis on Kinematic Characteristics for a Spherical 3-DOF Parallel Mechanism with Constrained Stewart Platform Structure)

  • 이석희;김희국;이병주
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.520-524
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    • 2004
  • In this work, a novel spherical 3-dof parallel mechanism is proposed and analyzed. The mechanism consists of three RRPS serial subchains and an additional passive 3-dof type serial subchain. Three RRPS serial subchains alone may form a structure of 6-DOF Stewart Platform mechanism. However, in the proposed mechanism, an additional passive serial subchain acts as constraints to restrict the output motion of the mechanism within 3-DOF spherical space. The closed form solutions of position analysis of the proposed mechanism and its first-order kinematic model are derived. Then its workspace size and kinematic characteristics are examined via kinematic isotropic index.

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3자유도 구형관절 재활운동기기의 기구학 및 동역학 해석 (Kinematic and dynamic analysis of a spherical three degree of freedom joint rehabilitation exercise equipment)

  • 김선필
    • 한국산업정보학회논문지
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    • 제14권4호
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    • pp.16-29
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    • 2009
  • 노인의 평형성 향상과 근력강화 운동을 병행할 수 있는 운동기기 개발을 위해 병렬형 구형관절 모듈을 채택하였다. 병렬형 구형관절 모듈은 링크 2개, 회전관절 3개의 조합으로 된 다이애드 3조가 병렬로 설치되어 있고 모든 회전축은 모듈의 중간 위치에 교차하여 3자유도 회전운동이 가능하다. 본 연구에서는 구형관절 모듈의 기구학 및 동역학 해석을 실시하였으며 제어프로그램을 위한 순방향 및 역방향 위치해석에 대한 수학적 해석해를 도출하였다. 속도 및 가속도해석에서는 임의의 다이애드 내의 관절속도 및 가속도에 대한 상판 속도 및 가속도의 관계식을 유도하였다. 본 연구에서는 재활운동기구로서 사용하기 위해서 50대 이상 한국인 표준 남성에 대한 모델을 선정하여 동역학 모델 시뮬레이션을 통하여 이러한 결과의 유효성을 검증하였다.

탄성 앞창닦기 기구의 동력학적 해석 (Dynamic Analysis of a Flexible Windshield Wiper Mechanism)

  • 유완석
    • 대한기계학회논문집
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    • 제10권4호
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    • pp.450-455
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    • 1986
  • 본 연구에서는 직교좌표계 및 Euler-Lagrange 방법을 이용하여 유도된 기본 방정식을 사용하여 앞창닦기기구(windshield wiper mechanism)의 동력학적 해석을 하 였다.모우터가 일정한 각속도로 회전하고 있는 경우와, 토오크가 각속도의 크기에 따라 변화하는 경우 각각에 대해서 강체로 해석할 때와 탄성체로 가정할 때의 해석결 과를 비교하였다.

5축 초음파 검사장비의 기구학 해석 (Kinematics Analysis of a 5-Axis Ultrasonic Inspection Equipment)

  • 한명철;성창민
    • 한국정밀공학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.89-96
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    • 2015
  • In this paper, it is studied that kinematic analysis of a 5-axis ultrasonic inspection equipment. The equipment is comprised of three straight axes and two rotary axes. With features of ultrasonic, the transmitter and receiver of the equipment are vertical to a test surface, operating at regular intervals. To perform this well, the motions of every link should be found on the based of kinematic analysis of the equipment. We chose starting point for testing and defined relations among all links through transformation of coordinates. For double curvature-shaped test object, we generated test paths. To follow these, we found motions of all links using inverse kinematics. By using Matlab/Simulink, simulator was developed, so that we could find out desired trajectories of main axes for a scan.

해석적인 기구학을 이용한 다물체계의 동력학해석 (Dynamics of multibody systems with analytical kinematics)

  • 이돈용;염영일;정완균
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1994년도 Proceedings of the Korea Automatic Control Conference, 9th (KACC) ; Taejeon, Korea; 17-20 Oct. 1994
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    • pp.289-292
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    • 1994
  • In this paper, the equations of motion are constructed systematically for multibody systems containing closed kinematic loops. For the displacement analysis of the closed loops, we introduce a new mixed coordinates by adding to the reference coordinates, relative coordinates corresponding to the degrees of freedom of the system. The mixed coordinates makes easy derive the explicit closed form solution. The explicit functional relationship expressed in closed form is of great advantages in system dimension reduction and no need of an iterative scheme for the displacement analysis. This forms of equation are built up in the general purpose computer program for the kinematic and dynamic analysis of multiboty systems.

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기구학을 이용한 이족보행 로봇의 보행패턴 (Kinematic Based Walking Pattern of Biped robot)

  • 김동원
    • 사물인터넷융복합논문지
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    • 제4권2호
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    • pp.7-11
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    • 2018
  • 본 논문에서는 기구학을 이용한 이족보행 로봇의 보행패턴 생성방법을 살펴본다. 2족 보행로봇이 3차원 공간상에서 모든 동작 및 보행이 가능하기 위해 필요한 자유도는 각 다리별로 6자유도이다. 따라서 본 논문에서는 로봇의 보행을 위해 간략화된 보행로봇의 구조를 살펴보고 발목의 경로를 설정한 후 기구학을 이용하여 조인트 각도를 파악하여 생성한다. 또한 로봇의 기구 해석을 위해 한쪽 다리의 조인트들에 대해 좌표계를 설정하였다. 조인트 각도를 역기구학을 이용하면 로봇의 보행 패턴을 생성할 수 있다. 최종적으로 발목의 궤적 설정과 이를 통한 보행 패턴 생성 과정을 살펴보기로 한다.

새로운 형태의 3자유도 마이크로 매니플레이터

  • 정구봉;이병주;서일홍;김희국
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 2000년도 제15차 학술회의논문집
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    • pp.411-411
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    • 2000
  • 본 논문에서는 새로운 형태의 정밀위치제어용 3자유도 매니플레이터를 제안하고, 기구학 해석을 수행하며, FEM과 수치해석적인 방법을 비교하여 메카니즘에 대한 모델링 방법이 크게 틀리지 않음을 확인 하고자 한다. 회전관절과 구형관절은 비구동관절로써 미소움직임이 가능하도록 하나의 모듈로 이루어진 flexure hinge들로 만들어진다. 따라서, 비구동관절에 대한 강성해석을 수행하며 구동관절의 토오크 벡터를 비구동관절의 강성과 변위로 표현하여 액추에이터의 구동용량을 결정한다.

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