로봇 산업은 계속 성장 하고 있으나 개발 인력은 부족한 현실이다. 그래서 정부나 기업은 로봇 개발인력을 양성하기 위한 프로그램을 활성화 하고 있다. 다양한 환경에 적용할 수 있는 장점 때문에 다관절로봇은 실제 산업에서 활용도가 높다. 또한 다관절 로봇은 다양한 동작 응용으로 창의력과 응용력을 키울 수 있어 교육에 적합하다. 그러나 다관절 로봇은 많은 수의 모터를 동시에 제어해야 하기 때문에 전문적인 지식이 없을 경우 개발하기 어렵다. 다관절로봇을 교육에 응용하기 위해서는 누구나 쉽게 이용할 수 있는 제어 방법을 제공해야 한다. 본 논문에서는 다관절 로봇의 효율적인 동작제어를 위한 기술을 구현하여 피교육자가 로봇을 쉽고 빠르게 개발할 수 있었다. 적용사례로 18개의 모터가 사용되는 6족로봇에 제안한 방법을 사용하여 동작 개발과정을 보여주었다.
본 논문에서는 유연 공구 홀더를 가진 다관절 매니퓰레이터 로봇을 이용한 디버링 시스템에 대한 연구를 수행하였다. 로봇을 이용한 디버링 작업에서 버 공구(Rotary file)의 강성과 로봇의 강성으로 인해 작업 시 발생할 수 있는 각종 오류를 방지할 수 있는 소형의 3자유도 유연 공구 홀더(Flexible Tool Holder)를 개발하여 이에 대한 분석을 하였다. 개발한 유연 홀더를 새로운 구조의 다관절 로봇 매니퓰레이터를 이용하여 디버링 시험을 수행하였다.(중략)
본 논문은 다관절 붐의 선단이 구조물과 충돌할 때 발생하는 각 붐의 동응력에 대해서 논하고자 한다. CATIA를 이용하여 3D 모델을 작성하고, ADAMS와 ANSYS를 이용하여 메쉬작업을 수행 후 응력데이터를 포함한 다관절 붐의 MNF를 만든다. 이 두가지 모델을 가지고 ADAMS에서 FFT해석을 수행하여 각각 모델의 타당성을 알아본다. ADAMS에서 타당성이 검증된 모델을 이용하여 붐 선단의 충돌해석에 따른 동특성 해석을 수행한다. ADAMS Durability를 이용하여 다관절 붐과 구조물의 충돌시 각 붐에 응력이 크게 발생하는 지점을 알아보고자 한다.
다관절 로봇 교육 효과의 향상을 위해서는 제어 소프트웨어를 통해 로봇의 동작을 쉽게 개발할 수 있어야 한다. 기존의 다관절 로봇 개발기법은 매우 복잡한 구현을 교육해야하지만, 우리의 도구는 로봇의 동작을 쉽게 하여 제어나 움직임에 대한 창의적인 활동을 가능하게 한다. 본 논문에서 교육용 다관절 로봇의 동작 제어를 쉽고 빠르게 프로그램화하기 위해서, 모션 생성 도구를 개발하였다. 우리는 도구를 통해 정확하고 쉽게 프로그램을 교육하고자 한다. 본 논문에서 제안한 모션 생성 도구는 기존의 복잡한 언어 제어 프로그램 방식을 탈피하였을 뿐만 아니라 사용자 편의성 중심이라는 GUI(Graphic User Interface) 방식보다도 쉽게 로봇 제어를 할 수 있었다. 또한 편리한 로봇 동작 구현은 물론 교육적으로 활용되는 마이크로프로세서 실험 장치에서도 적용이 가능하다.
오늘날, 생산성 증대와 품질 향상을 목적으로 산업용 로봇의 사용이 증대되면서 다양한 생산현장에서의 유연성과 적응성이 크게 요구되고 있는 실정이다. 그러나, 현재의 산업용 로봇은 end-effector의 dexterity의 부족으로 그 사용에 제한을 받고 있다. 이를 해결하기 위해 다지(multi-fingered), 다관절(articulated) 로봇손(robotic hands)의 도입이 필요하게 되었는데 이는 전체 로봇시스템의 능력과 유연성을 증가시킬 수 있을 것이다. 현재의 Flexible Manufacturing Workcell은 보통 한 대의 로봇팔과 많은 특수 용도의 고가의 tool로 구성되어 있으나 일반적인 모든 작업에 제한없이 모두 적용하기는 매우 어렵다. 그러므로, 다지, 다관절 로봇손의 개발 및 그 지능 제어의 실현은 작업에 따르는 불필요한 tool의 교환을 방지하여 비용과 시간을 절약함으로써 생산성을 극대화시킬 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 Flexible Automation을 위한 다지, 다관절 로봇손의 설계 및 제작에 관한 방법을 제시하고자 한다.
본 논문에서는 다관절 평면로봇팔의 작업영역 및 기하학적 최적설계에 대하여 연구하였다. 관절 이 두 개인 평면로봇팔의, 공간적 효율과 관계되는, 작업영역의 면적은 해석적으로 계산할 수 있 으나, 세 개 이상의 다관절 평면로봇팔의 작업영역의 면적은 일반적으로 단순하게 해석적으로 해 를 구하기가 매우 어렵다. 본 논문에서는 두 개의 그래픽 RAM을 가진 마이크로 컴퓨터를 사용 하여 작업영역의 면적을 근사적 도식법으로 구하고 이것을 이용하여 미리 임의의 작업점들이 지 정되었을 때 이들 작업점들을 통과, 포함하고, 또 기구학적으로 최적인 작업영역을 갖는 로봇팔을 설계하였다.
본 연구는 소형 캐릭터의 다양한 관절운동을 선형제어를 통해 재현하기 위한 다관절 구조를 논의한다. 최소 동력원으로 복수 관절부를 제어하여 다양한 동세를 표현하기 위해 개별 관절구조를 설계하고 3D 프린팅을 통해 제작한다. 형상 변형 및 다자유도 확보를 위한 볼 조인트 형식을 적용하여 캐릭터의 다양한 운동성을 논의한다. 3D 프린팅 적용 시 구동 특성을 재현하기 위해 구조별 설계와 소재별 프린팅 운영 특성을 기술함으로써 효과적인 관절구조 설계와 3D 프린팅의 연계 방법을 찾고자한다.
본 논문에서는 절 기구(bar linkage)형 다관절 보행로봇(multi-legged walking robot)의 최적다리 길이선정을 위하여 입자군집 최적화(PSO: Particle Swarm Optimization) 기법을 사용하였다. PSO 알고리즘을 적용하기 위해서 제안한 보행로봇의 기구학적인 해석이 필요하다. 게 로봇은 4절 링크 이론(four-bar linkage)과 얀센 메커니즘(Jansen mechanism)을 기반으로 설계되었다. 이러한 기구학적인 해석을 바탕으로 로봇의 보행보폭을 정의한다. 그리고 PSO의 학습 및 군집 특성을 이용하여 최대의 보행보폭을 가지는 10개(EA)의 링크(link)길이를 구한다. 시뮬레이션을 통해 각 링크의 위치와 다리 끝단의 보행보폭을 확인할 수 있다. 결과로서, PSO기법이 절 기구형 다관절 보행로봇의 최적다리 길이 선정에 효율적임을 보여 준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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