• 제목/요약/키워드: 로봇 동역학

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여유자유도 로봇의 기구학, 동역학 및 제어를 위한 확장실공간 해석 (Extended Operational Space Formulation for the Kinematics, Dynamics, and Control of the Robot Manipulators with Redundancy)

  • 장평훈;박기철;김승호
    • 대한기계학회논문집
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    • 제18권12호
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    • pp.3253-3269
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    • 1994
  • In this paper a new concept, named the Extended Operational Space Formulation, has been proposed for the effective analysis and real-time control of the robot manipulators with kinematic redundancy. The extended operational space consists of operational space and optimal null space. The operational space is used to describe robot end-effector motion; whereas the optimal null space, defined as the target space of the self motion manifold, is used to express the self motion for the secondary tasks. Based upon the proposed formulation, the kinematics, statics, and dynamics of redundant robots have been analyzed, and an efficient control algorithm has been proposed. Using this algorithm, one can optimize a performance measure while tracking a desired end-effector trajectory with a better computational efficiency than the conventional methods. The effective ness of the proposed method has been demonstrated with simulations.

방수형 로봇팔의 설계, 실험 및 제어 연구 (A study on design, experiment control of the waterproof robot arm)

  • 하지훈;주영도;김동희;김준영;최형식
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제38권6호
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    • pp.648-657
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    • 2014
  • 본 논문에서는 화재나 홍수로 인하여 침수된 건물 내부를 탐사할 수 있는 새로운 방수형 4축 로봇팔을 설계하고 로봇의 기구학 및 동역학 해석을 수행한다. 로봇팔은 카메라를 이용한 탐사를 위한 Pitch-Pitch-Pitch-Yaw 4축 구조로 설계하고, 이를 구동하기 위한 관절구동기의 용량을 선정한다. 또한 수심 10m의 방수가능한 관절구동기를 설계 하고 실제 구동시험을 통하여 방수성능을 검증한다. 설계한 로봇팔의 순기구학 및 역기구학 식의 해석을 통해 닫힌 해를 유도하며, 메커니컬실의 마찰력을 고려한 로봇팔의 운동방정식을 뉴턴-오일러 방법에 의해 유도한다. 유도한 동역학식을 이용하여 개발한 로봇이 목표궤적을 잘 추종할 수 있도록 슬라이딩모드 제어기를 설계하고, 시뮬레이션을 통해 그 성능을 확인한다.

가상 슬레이브 정동역학 보정에 기반한 원격제어 시스템 개발 (Development of Teleoperation System with a Forward Dynamics Compensation Method for a Virtual Robot)

  • 양정연
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제18권7호
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    • pp.322-329
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    • 2018
  • 원격제어는 명령을 전달하는 마스터 장치와 원격지에 위치한 로봇을 슬레이브로 간주하는 방식이다. 이러한 원격제어의 경우, 양 에이전트 간의 동특성, 전송속도 차이에 의해 가상환경을 이용한 가상 슬레이브를 통해 조작자가 원격제어의 특수성을 선행 수행하는 것이 일반적이다. 기존의 가상 슬레이브는 연산량의 한계에 의해 동역학적 효과를 제거한 그래픽 모델로 구성하는 것이 일반적이나 이는 원격지 로봇의 동특성이 무시되어 실제 원격제어시의 실재감을 살리기 어렵다. 본 논문에서는 로봇의 정동역학 모델을 이용하여 이를 원격제어에 활용하고, 가상 환경에서 상대적으로 느린 제어 주기에 의해 발생하는 정동역학의 수치오류를 보완하는 보상 기법을 제안하고 이를 실제 환경과의 원격제어와 비교하고자 한다.

모멘텀을 이용한 로봇 동역학 파라미터 식별 (Dynamic Parameters Identification of Robotic Manipulator using Momentum)

  • 최영진
    • 로봇학회논문지
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    • 제7권3호
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    • pp.222-230
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    • 2012
  • The paper presents a momentum-based regressor by using Hamiltonian dynamics representation for robotic manipulator. It has an advantage in that the proposed regressor does not require the acceleration measurement for the identification of dynamic parameters. Also, the identification algorithm is newly suggested by solving a minimization problem with constraint. The developed algorithm is easy to implement in real-time. Finally, the effectiveness of the proposed momentum-based regressor and identification method is shown through numerical simulations.

이족로봇의 동적 보행계획과 역동역학 해석 (Dynamic Walking Planning and Inverse Dynamic Analysis of Biped Robot)

  • 박인규;김진걸
    • 한국정밀공학회지
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    • 제17권9호
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    • pp.133-144
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    • 2000
  • The dynamic walking planning and the inverse dynamics of the biped robot is investigated in this paper. The biped robot is modeled with 14 degrees of freedom rigid bodies considering the walking pattern and kinematic construction of humanoid. The method of the computer aided multibody dynamics is applied to the dynamic analysis. The equations of motion of biped are initially represented as terms of the Cartesian corrdinates then they are converted to the minimum number of equations of motion in terms of the joint coordinates using the velocity transformation matrix. For the consideration of the relationships between the ground and foot the holonomic constraints are added or deleted on the equations of motion. the number of these constraints can be changed by types of walking patterns with three modes. In order for the dynamic walking to be stabilizable optimized trunk positions are iteratively determined by satisfying the system ZMP(Zero Moment Point) and ground conditions.

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이족보행로봇의 동적보행과 역동역학 해석 (Dynamic Walking and Inverse Dynamic Analysis of Biped Walking Robot)

  • 박인규;김진걸
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.548-555
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    • 2000
  • The dynamic walking and the inverse dynamics of the biped walking robot is investigated in this paper. The biped robot is modeled with 14 degrees of freedom rigid bodies considering the walking pattern and kinematic construction of humanoid. The method of the computer aided multibody dynamics is applied to the dynamic analysis. The equations of motion of biped are initially represented as terms of the Cartesian coordinates, then they are converted to the minimum number of equations of motion in terms of the joint coordinates using the velocity transformation matrix. For the consideration of the relationships between the ground and foot, the holonomic constraints are added or deleted on the equations of motion. The number of these constraints can be changed by types of walking pattern with three modes. In order for the dynamic walking to be stabilizable, optimized trunk positions are iteratively determined by satisfying the system ZMP(Zero Moment Point) and ground conditions.

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차륜형 견마 로봇의 동역학 해석시간 단축을 위한 단순화 모델 (Simplified Model of Wheel Type Dog-Horse Robot to Reduce Dynamic Analysis Time)

  • 김영진;정사무엘;김태윤;유완석
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제40권2호
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    • pp.157-165
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    • 2016
  • 군용 전투 차량은 전시 상황에 여러 종류의 장애물들이 존재하는 험로를 주행해야 한다. 이런 환경에서는 전투 차량의 무거운 차체와 험로의 큰 장애물로 인해 큰 반력이 발생한다. 차륜형 견마 로봇에는 큰 장애물을 극복하기 위해서 회전형 현가장치가 적용되고, 미끄럼 조향 방식이 적용된다. 본 논문에서는 실시간 해석에 유리하도록 모델을 단순화시킨 방법을 제시하고, 기존 다물체 동역학 모델과 비교를 통해서 신뢰도 및 효율성을 확인하였다.

이동로봇의 대형제어를 위한 장애물 회피 (Obstacle Avoidance for Formation of Mobile Robot)

  • 오영석;박종훈;김진환;허욱열
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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    • pp.1902-1903
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    • 2011
  • 본 논문에서는 리더-추종자 대형제어에서 추종자 로봇의 장애물 회피에 관해 다룬다. 추종자 로봇은 리더 로봇과의 대형유지 뿐만 아니라 장애물이 감지되면 회피한다. 추종자 로봇의 제어기는 리아프 노프 안정성이 고려된 백스테핑 방법을 이용해서 동역학 요소도 고려된 제어기로 설계한다. 장애물 회피 시에는 리더 로봇과 추종자 로봇의 위치 그리고 장애물의 인지에 따른 거리와 방향각을 이용하여 장애물을 회피한다. 시뮬레이션 실험을 통해 제안된 제어기의 안정된 성능을 확인할 수 있다.

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