• 제목/요약/키워드: 역기구학

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기능적 여유자유도를 가지는 CTS 시스템의 기구학/역기구학 해석 (Kinematic/Inverse Kinematic Analysis of Captive Trajectory Simulation System with Functional Redundancy)

  • 이도관;이상정
    • 한국생산제조학회지
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    • 제26권3호
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    • pp.263-271
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    • 2017
  • A captive trajectory simulation (CTS) system is used to investigate the separation behavior of the store model by moving the model to an arbitrary pose and position based on aerodynamic data. A CTS system operated inside a wind tunnel is designed to match the structure of the wind tunnel facility. As a result, each CTS system has different kinematic structure, and inverse kinematic analysis of the system is necessary. In this study, kinematic/inverse kinematic analysis for the CTS system with functional redundancy is performed. Inverse kinematic analysis with combined numerical and analytical approach is especially proposed. The suggested approach utilizes the redundancy to improve the safety of the system, and has advantages in real time analysis.

2족 보행 로봇의 역기구학에 관한 연구 (A Study on the Inverse Kinematics for a Biped Robot)

  • 성영휘
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제9권12호
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    • pp.1026-1032
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    • 2003
  • A biped walking robot which is developed as a platform for researching walking algorithm is briefly introduced. The developed walking robot has 6 degrees of freedom per one leg. The origins of the last three axis do not intersect at a point, so the kinematic analysis is cubmersome with the conventional method. In the former version of the robot, Jacobian-based inverse kinematics method is used. However, the Jacobian-based inverse kinematics method has drawbacks for the application in which knee is fully extended such as stair-case walking. The reason far that is the Jacobian becomes ill-conditioned near the singular points and the method is not able to give adequate solutions. So, a method for giving a closed-form inverse kinematics solution is proposed. The proposed method is based on careful consideration of the kinematic structure of the biped walking robot.

물리 엔진을 이용한 수술 로봇의 동작 범위 분석 시스템 개발 (Development of the Workspace-Analysis System of Invasive Robot using Physics Engine)

  • 김도윤;박현근;서재용;조영호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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    • pp.1797-1798
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    • 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.

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육면형 병렬기구의 작업공간 해석 (Analysis of the Workspace of Cubic Parallel Manipulator)

  • 최우천;정태중
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 추계학술대회논문집A
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    • pp.795-800
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    • 2000
  • In a parallel manipulator, there are three constraints that determine workspace: link length constraint, passive joint angle constraint, and interference among links. Generally, the link length constraint is the most dominant. The interference among links is, however, also an important parameter in designing a desired parallel manipulator. In this study, the interference among links is mathematically modeled by considering the links as a line and a cylinder of radius of twice the link radius, and a new algorithm is suggested to check if arbitrary two links interfere each other or not. The workspace of a cubic parallel manipulator is illustrated in a 2D space satisfying the three constraints.

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5축 CNC 공작기계의 오차합성모델링 및 보정 알고리즘 (Error Synthesis Modeling and Compensation Algorithm of a 5-Axis CNC Machine Tool)

  • 양승한;이철수
    • 한국정밀공학회지
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    • 제16권8호
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    • pp.122-129
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    • 1999
  • A 5-axis CNC machine tool is more useful compared with a 3-axis machine tool, because the position and the orientation of a tool tip can be controlled simultaneously. Unlike the 3-axis machine tool, the 5-axis machine tool has the volumetric position error and volumetric orientation error due to the quasi-static error of each machine tool joint which is a major source of machined part error. So, the generalized error synthesis model of the 5-axis CNC machine tool was developed to predict and to compensate for the volumetric position error and the volumetric orientation error. It was proposed that a compensation algorithm to correct simultaneously the volumetric position error and the volumetric orientation error of the 5-axis CNC machine by error inverse kinematic.

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5축 밀링가공기의 직교 특성을 이용한 역기구학 방정식의 유도 (Inverse Kinematics for Five-axis Machines Using Orthogonal Kinematics Chain)

  • 소범식;정융호
    • 한국CDE학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.153-161
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    • 2008
  • This paper proposes an efficient algorithm for deriving inverse kinematics equation of 5-axis machine. Because the joint order and direction of 5-axis machine are different for each type of machine, each type of machine needs its own inverse kinematics equation for post-processing of NC data. Also derived inverse kinematics equation may cause problems of indeterminate and inconsistent solution. In order to resolve these problems, we have developed a generic method to derive direct kinematics equation by considering orthogonal joints of 5-axis machines. Using this method, we also have proposed a general algorithm for deriving inverse kinematics equation for various types of 5-axis machines.

Safework을 이용한 쾌적한 운전좌석 설계 연구

  • 김원식;박세진;이정우;허윤숙
    • 대한인간공학회:학술대회논문집
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    • 대한인간공학회 1997년도 추계학술대회논문집
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    • pp.443-450
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    • 1997
  • 본 연구에서는 safework 소프트웨어를 이용하여 쾌적한 운전좌석에 대한 3차원 모델링을 하였다. 자동차 시트와 운전대의 조절 범위 및 레이아웃(layout), 그리고 운전자의 눈의 위치 등을 결정하기 위하여, 한국인과 미국인 체형의 95th percentile의 성인 남자와 5th percentile의 성인 여자, 그리고 50th percentile의 성인 남자에 대한 최적 운전상태에서의 엉덩이 점(hip point), 운전대 중심(steering wheel center), 눈의 위치(eye point) 등의 3차원상의 위치를 측정하였다. 인간의 모든 치수와 형태학적 윤곽 뿐만 아니라. 신체의 유동성, 기능적 제한 등이 충실히 반영된 safework 마네킹(mannequin)을 이용하 였으며, 여러 신체 부위의 복합적 움직임을 결정하는 역기구학(inverse kinematics)에 근거하여운전좌석을 모델링 하였다. Safework을 이용함으로써 기존의 마네킹이나 실물모형(mockup)의 제작에필요한 시간과 비용을 절약할 수 있을 뿐만 아니라, 인간의 신체 특성과 유사한 마네킹을 이용하여 인간과 환경사이의 인터페이스를 보다 효율적으로 모델링 할 수 있을 것이다.

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마이크로 부품 조립을 위한 평면 3 자유도 병렬 정렬기의 최적설계 (Design Optimization of Planar 3-DOF Parallel Manipulator for Alignment of Micro-Components)

  • 이정재;송준엽;이문구
    • 한국생산제조학회지
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    • 제20권3호
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    • pp.322-328
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    • 2011
  • This paper presents inverse kinematics and workspace analysis of a planar three degree-of-freedom (DOF) parallel manipulator. Furthermore, optimization problem of the manipulator is presented. The manipulator adopts PRR (Prismatic-Revolute-Revolute) mechanism and the prismatic actuators are fixed to the base. This leads to a reduction of the inertia of the moving links and hence enables it to move with high speed. The actuators are linear electric motors. First, the mechanism based on the geometry of the manipulator is introduced. Second, a workspace analysis is performed. Finally, design optimization is carried out to have large workspace. The proposed approach can be applied to the design optimization of various three DOF parallel manipulators in order to maximize their workspace. The performance of mechanism is improved and satisfies the requirements of workspace to align micro-components.

자유도-4 로봇 팔을 위한 ROS 기반 Pick-and-Place 동작 제어 (ROS-based Pick-and-Place Motion Control for a Robot Arm of 4 Degrees of Freedom)

  • 김영주
    • 한국컴퓨터정보학회:학술대회논문집
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    • 한국컴퓨터정보학회 2018년도 제57차 동계학술대회논문집 26권1호
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    • pp.53-54
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    • 2018
  • 본 논문은 ROS 프레임워크를 기반으로 4-자유도를 가진 로봇 팔의 Pick-and-Place 동작 제어를 구현하고, 틱택토 게임에 적용한 사례를 제시한다. 로봇 팔의 Pick-and-Place 동작 제어는 움직임 궤적 계획, 충돌 회피 그리고 역기구학 모델링 연산들과 이를 이용한 복잡한 제어 과정을 요구한다. ROS 프레임워크는 간단한 인터페이스 통해 로봇 팔의 동작을 용이하게 제어할 수 있도록 일련의 연산들과 제어 동작을 통합하여 MoveIt 패키지를 제공하고 있으며, 본 논문은 이 패키지를 기반으로 4-자유도의 로봇 팔에 대한 동작 제어 모듈을 구현하였다. 또한 이를 틱택토 게임에 적용하여 로봇 팔을 적절히 제어함을 확인하였다.

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역기구학을 이용한 보행분석

  • 최경임;정민근;염영일
    • 대한인간공학회:학술대회논문집
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    • 대한인간공학회 1994년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.136-144
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    • 1994
  • In this study, the human gait trajectories during normal walking were synthesized using the inverse kinematics and optimization techniques. The synthesis based on a lower extremity model consisting of a torso and two legs. Each leg has three segments: thigh, shank, foot, and is assumed to move with six degrees-of-freedom. In order to synthesize trajectiories of this redundant system, the sum of angular displacements of articulating joints was selected as an objective function to be minimized. The proposed algorithm in this study is very useful for the analysis of human gait. For the gait analysis, the trajectories of four points in each leg should be measured. However, by using the algorithm, measuring the trajectories of two points is sufficient, and thus the experimental set-up can be simplified. The predicted joint trajectories showed a good agreement with those obtained from the experiment. The statistical analysis and graphic simula- tions are also presented.

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