• 기계와재료
• /
• 제22권4호
• /
• pp.84-91
• /
• 2010

최초의 산업용 로봇이 개발된 이래 산업 자동화의 중심에는 산업용 로봇이 있었으며 현대의 풍요로운 산업화는 자동화 장비를 통한 대량생산에 힘입은 바 크다. 산업용 로봇은 현재까지도 제조 산업에서 매우 중요한 역할을 차지하고 있으며 그 중요도는 점점 커질 것으로 예상된다. 현재의 산업용 로봇은 과거에 비해서 정밀도, 강성, 내구성측면에서 많은 발전을 이루었다. 그러나 그 외형의 측면에서는 큰 변화가 없었으며, 아직도 대부분의 사업장에서는 하나의 팔을 가진 로봇이 이용되고 있다. 이러한 하나의 팔을 가진 전통적인 싱글 암 로봇은 작업자가 두 손을 가지고 작업하는 작업장에서는 적용하기 곤란하며, 이는 산업용 로봇의 적용 범위를 제한하는 주된 이유 중의 하나임이 분명하다. 전자제품, 기계부품의 조립작업을 위해서는 인간과 같이 양팔을 가진 형태의 로봇시스템이 매우 효과적이며, 이러한 이유로 해외의 선진사를 중심으로 양팔을 가지는 제조용 로봇의 개발이 이루어지고 있다. 현재 시점에서는 상용화된 양팔로봇시스템은 소수에 불과하며, 기능적인 측면에서는 단순한 형태의 작업만이 가능하다. 그러나 기구학적 구성에 있어서 기존의 로봇과 달리 양팔구조를 가지고 있기 때문에 향후 매우 발단된 형태로 인간과 유사한 양팔 협조 작업을 수행하는 산업용 양팔로봇이 개발될 것으로 생각된다. 본 문헌에서는 현재의 제조용 양팔로봇 연구 동향을 간략히 설명하고, 한국기계연구원의 제조용 양팔로봇 시스템에 관련된 연구 내용을 소개하고자 한다.

• 대한의용생체공학회:의공학회지
• /
• 제24권4호
• /
• pp.309-318
• /
• 2003

본 연구는 현재 산업용으로 널리 사용되고 있는 수직 다관절 6자유도 로봇을 의료용 목적으로 적용하기 위해 수행하였다. 이미 산업용으로 제안되어 검증된 로봇을 사용한다면 비용, 시간적인 면에서 상당한 잇점이 있다. 따라서 본 논문에서는 산업용으로 제안된 로봇을 의료 목적으로 사용하여 연구하였다. 본 시스템은 뇌졸중 환자와 같이 한쪽 팔을 다친 사람들을 위해 제안하였다. 한쪽 팔이 비정상이고 다른 팔이 정상인 환자를 대상으로 정상인 팔의 움직임을 획득하여 마비되거나 정상으로 움직이기 어려운 팔을 운동시키도록 마스터-슬레이브 시스템을 구성하였다. 또한 팔꿈치와 어깨의 기구학을 해석하기 위하여 기존의 인체에 관한 연구 결과를 적용하였다. 또한 슬레이브 로봇에 힘 센서를 부착하여 환자의 재활 정도를 측정할 수 있도록 하였으며, 위험 상황에 대비함으로써 슬레이브 로봇의 안전성을 높였다. 이러한 시스템으로 인해 물리치료사의 도움 없이 환자 혼자 운동이 가능하도록 시스템을 구성하였다. 제안된 시스템과 제어 알고리즘은 실험과 시뮬레이션을 통하여 타당성을 검증하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
• /
• 대한전자공학회 2001년도 하계종합학술대회 논문집(5)
• /
• pp.13-16
• /
• 2001

본 논문에서는 인간의 생체 임피던스를 이용하여 인간의 팔 운동을 추정하고자 한다. 생체 신호를 이용하여 인간의 운동을 추정하기 위해서는 먼저 생체 신호와 인간의 운동 사이의 정량적인 관계를 구해야 하며 특히, 다자유도 운동의 추정에는 생체 신호간의 간섭등을 고려하여야 한다. 본 논문에서는 먼저 일자유도 운동실험을 통해 생체 임피던스와 인간 팔 관절의 회전각 사이의 선형성을 고찰한다. 그리고, 다자유도 측정시에 발생하는 근육간의 결합성과 방향성의 문제에 대해 주파수 분할 측정법을 도입하여 팔의 다자유도 운동을 추정하였다. 마지막으로, 실제의 로봇을 제어하는데 응용하였다.

• 한국지능시스템학회논문지
• /
• 제17권4호
• /
• pp.500-505
• /
• 2007

현재 휴머노이드 로봇기술은 로봇의 제작과 기술의 구현에만 초점이 맞추어져 있으며, 로봇 개발을 위한 분석, 설계, 구현, 통합 등의 개발 메커니즘들에 대한 개방화된 방법론은 개발되어 않았다는 문제점이 있다. 본 논문에서는 현재까지 나타난 휴머노이드 로봇의 문제점을 극복하고, 미래형 로봇의 발전방향인 "개방화", "네트워크화", "모듈화" 개념을 만족하는 새로운 구조를 설계하기 위한 인간 팔의 형태학적 신경학적 모델을 제시하고 이를 기반으로 로봇의 각 관절 설계와 기구학적 모델에 의한 휴머노이드 로봇 팔의 설계 방법을 제시하였다.

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제17권5호
• /
• pp.933-940
• /
• 2022

2차원 영상 센서를 이용하여 조종자의 3차원 손 위치를 인식하고 이를 기반으로 원격으로 6축 로봇팔을 제어하는 시스템을 개발하였다. 시스템은 물체의 영상정보를 인식하는 2차원 영상 센서 모듈, 영상정보를 로봇팔 제어 명령어로 전환하는 알고리즘, 자체 제작한 6축 로봇팔 및 제어 시스템으로 구성된다. 영상 센서는 조종자가 착용한 장갑의 모양과 색을 인지하여 크기 및 위치정보를 출력하게 되며, 본 연구에서는 이러한 위치 및 물체를 둘러싼 크기 정보를 이용하여 로봇 선단의 속도를 제어한다. 연구 방법의 검증은 자체 제작된 6축 로봇으로 실행하였으며, 조종자의 손동작 조종에 의한 실험을 통해 제안한 영상정보 제어 및 로봇 선단 제어 방법이 성공적으로 동작함을 확인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
• /
• pp.1797-1798
• /
• 2008

환자의 환부를 최소한으로 절개하여 시술하는 최소 침습 수술 수술은 많은 장점을 가지고 있어 그 활용도가 점차 확대되고 있다. 하지만 조작하는 조직으로부터 눈과 손이 분리되어 있기 때문에 많은 문제점들이 발생한다. 그 중 하나는 수술 영역과 시각 영역이 분리되어 발생하는데, 최적의 위치조정을 위한 자동 복강경 수술 로봇 팔 시스템 도입으로 이러한 문제를 해결하고 있다. 본 연구에서는 복강경 수술 로봇 팔을 설계하는데 있어 동작 범위를 빠르게 시각화하여 설계 단계에서 다양한 파리미터를 적용하여 보다 효율적인 복강경 수술 로봇 팔의 설계 방법을 제시한다. 제안된 물리 엔진을 이용한 동작 범위 분석 방법은 역기구학을 계산할 필요가 없으며, 설계가 바뀌어도 추가로 산출해야 하는 수식 없이 바로 수정된 기구학만으로 동작 범위 분석이 가능하다.

• 우주기술과 응용
• /
• 제4권1호
• /
• pp.27-47
• /
• 2024

뉴스페이스(New Space) 시대에 이르러 궤도상 서비싱(OOS, on orbit servicing) 임무를 수행하기 위한 인공위성들이 개발되고 있다. 궤도상 서비싱을 위한 다양한 임무는 고장수리, 재급유, 견인, 구성품 교체, 우주 상 건설 등의 여러 임무가 있으며, 이를 수행하기 위해 로봇팔 탑재체가 탑재되어야 한다. 로봇팔 탑재체는 기존 인공위성의 탑재체와 달리 고정된 상태로 움직이지 않는 것이 아니라 임무 수행을 위해 지속적으로 움직여야 하는 탑재체라는 특징이 있으며, 또한 인공위성의 구조체 내부에 존재하는 것이 아닌 우주공간에 직접적으로 노출된 상태로 임무 수행을 해야 한다는 특징이 있다. 이러한 탑재체의 특징으로 인해 극한의 우주 열환경에서 이상 없이 운용될 수 있는 열 설계 및 해석은 필수적이나, 로봇팔 열 설계 및 해석에 대한 논문은 그리 많지 않은 실정이다. 본 논문에서는 현재까지 개발된 로봇팔 탑재체에 대한 열 설계, 해석에 대한 사례들을 소개 및 정리하였으며, 마지막에는 앞으로 개발할 로봇팔 탑재체의 열 설계 및 해석에 대한 방향을 제시해 보고자 한다.

• 융합신호처리학회논문지
• /
• 제3권2호
• /
• pp.76-82
• /
• 2002

본 연구는 유연한 로봇팔의 선단 위치를 제어하기 위한 강인한 제어기의 설계하고 이것의 효과를 실험을 통하여 확인하는 데 있다. 이를 위해 먼저 유연한 로봇팔의 모델링을 Lagrange 방정식을 이용하여 수행하여 시스템의 수식모델을 구한 뒤, 이 모델을 기본으로 하는 강인한 제어기의 설계를 LMI(Linear Matrix Inequality)을 적용한 H$_{\infty}$이론을 도입하여 수행한다. 이 과정에서 로봇팔의 선단부하 변경으로 인한 시스템 파라미터의 변동을 플랜트가 가지는 불확실성 영역으로 간주하여 이를 설계에 적극적으로 반영함으로서 결과적으로 플랜트의 파라미터 변동에 강인한 제어기를 구현하고 이것의 유효성을 실험을 통하여 확인한다. .실험을 통하여 확인한다. .

• 한국전자통신학회논문지
• /
• 제7권5호
• /
• pp.1139-1144
• /
• 2012

산업용 로봇의 하중률은 1대 10에서 1대 30이고, 3대 1의 하중률을 가지는 인간과 비교하여 매우 낮다. 다음 세대 로봇의 목표 중에 하나는 하중률이 될 것이고, 이것은 가벼운 로봇을 개발함으로 가능할 것이다. 2관절 유연한 로봇팔은 관절 축을 회전할 때 진동이 발생한다. 본 논문에서는 유연한 로봇팔의 진동 동력학은 오일러 베르누이의 보 이론과 라그랑지 방정식을 이용하여 구하였고, $\dot{D}-2C$가 skew symmetric이다는 사실을 사용하여, 계산량을 줄이는 리아프노프 안정도 이론을 이용한 단순한 구조의 새로운 제어기를 제안한다. 2링크 유연한 로봇에 대한 확정적인 적응제어 법칙을 제안하고, 시뮬레이션을 통하여 그 타당성을 보인다.

• 제어로봇시스템학회지
• /
• 제21권2호
• /
• pp.25-30
• /
• 2015

본 논문에서는 간병인의 도움없이 자가 보행 재활에 효과적으로 사용될 수 있는 새로운 개념의 가슴 착용형 로봇을 개발하였다. 개발된 로봇의 특징은 크게 세 가지로 나뉜다. 첫째, 구조적 특징으로써, 하박에 착용하는 기존 지팡이 타입의 엘보 크러치와 달리 개발된 로봇은 가슴에 착용되어 착용자의 두 팔을 자유롭게 하는 동시에 팔의 부담을 제거하여 준다. 둘째는 구동 알고리즘의 특징으로써, 가슴부에 부착된 압력센서로부터 사용자의 보행의도를 자동적으로 인식하여 로봇의 다리를 이동시킨다. 또한 착용자의 안전을 위해 초음파 센서를 이용하여 착용자 전방에 장애물이 나타날 시 보행을 멈추고 경고음을 발생시킨다. 마지막으로, 스카치요크 메커니즘을 사용하여 지지다리의 상승과 하강 시 지면 반발력으로 인하여지지 발 상/하강 모터에 과도한 토크가 부과되지 않도록 하였다. 이러한 세 가지 특징으로부터 개발된 로봇이 자가 보행 재활에 효과적으로 사용될 수 있음을 실험적으로 보였으며, EMG (Electromyography) 센서를 이용하여 근력 보조 성능을 정량적으로 검증하였다.