• 제목/요약/키워드: 조인트토크

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하모닉 드라이브의 토크리플 감소를 위한 조인트 토크센서용 스위칭 노치필터 (A Switching Notch Filter for Reducing the Torque Ripple Caused by a Harmonic Drive in a Joint Torque Sensor)

  • 김준홍;김영렬;송재복
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권7호
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    • pp.709-715
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    • 2011
  • 로봇 머니퓰레이터의 정밀한 제어를 위하여 하모닉 드라이브와 조인트 토크센서가 널리 사용되고 있다. 하모닉 드라이브는 구조적 특징으로 인하여 토크리플을 발생시키는데, 토크센서와 하모닉 드라이브가 직결된 경우에 토크리플은 토크센서에 전달되어 토크센서를 사용하는 제어기나 관측기의 성능을 저해한다. 본 논문에서는 토크리플과 하모닉 드라이브 속도의 관계를 도출하고, 이를 토대로 토크리플을 효과적으로 감쇄시키는 스위칭 노치필터를 제안한다. 제안된 스위칭 노치필터는 기존에 제시되었던 이론에 비하여 직관적이고, 추가적인 회로부나 기구부 구성이 필요 없으며, 연산량이 적은 장점이 있다. 또한 다양한 실험을 통하여 스위칭 노치필터의 필터링 성능, 빠른 응답속도와 스위칭 안정성을 검증하였다.

복합재료 동력전달축의 접착조인트에 관한 연구 (A Study on Adhesive Joints for Composite Driveshafts)

  • 김진국;이대길;최진경;김일영
    • Composites Research
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    • 제14권2호
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    • pp.13-21
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    • 2001
  • 비강성, 비강도가 우수한 복합재료의 특성상, 기존의 금속 구조물을 복합재료 구조물로 대체 하는 것은 많은 이득을 가져온다. 이 논문에서는 탄소섬유/에폭시 복합재료와 유리섬유/에폭시 복합재료를 이용하여 정적 토크전달 능력, 비틀림 좌굴 하중. 굽힘 1차 고유진동수의 설계 기준을 만족하는 후륜구동 자동차용 일체형 동력전달축이 설계 및 제조되었다. 복합재료 중공축과 알루미늄 요크와의 결합을 위하여 단일 겹치기 접착조인트가 사용되었으며, 접착조인트의 정적 토크전달 능력은 접착길이와 요크두게에 따라 유한요소 해석을 이용하여 계산되었고, 실제 실험결과와 비교되었다. 복합재료 중공축의 정적 토크전달 능력은 Tasi-Wu 파괴지수와 아루미늄 요크와 에폭시 접착제의 비선형 물성을 적용하여 계산되었다. 실험과 해석결과로부터 복합재료 동력전달축의 정적 토크전달 능력은 임계 요크 두께에서 가장 높았으며, 임계 접착길이 이상에서는 포화되었다. 또한 일체형 복합재료 동력전달축은 기존의 2단 분리형 강철 동력전달축과 비교하여 40%의 무게 감소효과를 가져왔다.

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일반적인 유연조인트 로봇에 부합되는 견실제어설계 (Robust control design applicable to general flexible joint manipulators)

  • 김동환;챈 예화
    • 제어로봇시스템학회논문지
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    • 제4권1호
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    • pp.10-18
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    • 1998
  • 불확실한 변수와 비선형성을 가지는 유연조인트 로봇의 견실제어 방안을 제시한다. 그리고 본 시스템에서 불확실구조는 일치성을 유지하지 않는 불일치성 불확실 시스템이다. 제어기는 리아노프의 방안에 근거를 두고있다. 견실제어는 연산토크법을 사용하고 삽입제어기법을 통하여 좌표변환을 통해 구성된다. 제어기 설계과정은 우선 연산토크방법에 의해 시스템 동역학에서 정격부분을 선형으로 2개의 부분시스템으로 구성한다. 이후 좌표변환을 이용하여 각 부분시스템에 제어기를 구축한다. 이 방안을 통하여 관성 행렬이 알려진 값인 경우 이 행렬의 상위한계 조건없이 제어기를 설계할 수 있다. 따라서 임의의 형태의 로봇에도 적용 가능한 제어알고리즘이 된다. 설계된 견실제어는 변환된 시스템이나 원시스템 모두 실용적 안정성을 보장한다. 이 변환은 단지 불확실변수의 최대 한계값의 정보만을 요구한다.

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로봇 팔의 최적설계에 관한 연구 (A study on the optimal design of robot arm)

  • 조선휘;김기식;김영진
    • 대한기계학회논문집
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    • 제15권2호
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    • pp.515-522
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    • 1991
  • Determining the motion using optimal technique about traveling time and trajectory planning has been studied often in recent years, but the study of determining the optimal robot dimensions is rare, the authors attempt to find out the least driving torques and energy as the optimization of link length ratio referred to 2R SCARA and 3R robot manipulators. For the given linear path with triangular velocity profile, the inverse kinematic and dynamic problems are examined in order to lead into solution of problem, which is suggested for optimal design of link lengths. Accordingly, optimal link length ratio is obtained with respect to each case.

접착제로 접합된 복합재료 구동축의 토크 전달특성에 관한 연구 (A Study on the Torque Transmission Characteristics of Adhesively Bonded Composite Drive Shafts)

  • 김원태;김기수;이대길
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권8호
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    • pp.1980-2000
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    • 1993
  • The stresses and torque transmission capabilities of adhesively bonded circular, hexagonal and elliptical lap joints were analyzed by the finite element and compared with the experimental results. The adherends of the joints were composed of carbon fiber/epoxy composite shafts and steel shafts. In calculating the torque transmission capabilities, the linear laminate properties of the composite material and the nonlinear shear properties of the adhesive were used. Using this method, the torque transmission capabilities of adhesively bonded lap joints could be obtained within 10% error compared to the experimental results except some single lap joints. The experiments revealed that the hexagonal joint had the best torque transmission capability from the single lap joints and the double lap joint had better torque transmission than the single lap joint.

기구학적 시스템에 있어서 구동방법에 따른 역동역학 해석 (Inverse Dynamic Analysis for Various Drivings in Kinematic Systems)

  • 이병훈
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권9호
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    • pp.869-876
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    • 2017
  • 기계시스템을 제어한다든지 그 부재를 설계하기 위하여 그리고 구동기의 용량을 결정하는데 있어서 구동력이나 조인트반력을 해석하는 것이 필요하다. 본 논문은 주어진 시스템의 운동을 구현하는 다양한 형태의 구동조건에 따른 구동력(또는 토크)을 조인트좌표 공간에서 계산하는 알고리즘을 제시한다. 조인트좌표를 기구학적 시스템의 일반좌표로 사용하며 운동방정식과 구속조건의 가속도식은 속도변환법을 이용하여 직교좌표공간으로부터 조인트좌표공간으로 변환한다. 수치예제를 통하여 제시된 알고리즘의 유용성을 확인한다.

튜브형 단면겹치기 접착조인트의 비선형 반복연산해에 관한 연구 (Nonlinear Iterative Solution for Adhesively Bonded Tubular Single Lap Joints with Nonlinear Shear Properties)

  • 이수정;이대길
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권7호
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    • pp.1651-1656
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    • 1995
  • The adhesively bonded tubular single lap joint shows large nonlinear behavior in the loaddisplacement relation, because structural adhesives for the joint are usually rubber toughened, which endows adhesives with nonlinear shear properties. since the majority of load transfer of the adhesively bonded tubular single lap joint is accomplished by the nonlinear behavior of the adhesive, its torque transmission capability should be calculated incorporating nonlinear shear properties. However, both the analytic and numerical analyses become complicated if the nonlinear shear properties of the adhesive are included during the calculation of torque transmission capabilities. In this paper, in order to obtain the torque transmission capabilities easily, an iterative solution which includes the nonlinear shear properties of the adhesive was derived using the analytic solution with the linear shear properties of the adhesive. Since the iterative solution can be obtained very fast due to its simplicity, it has been found that it can be used in the design of the adhesively bonded tubular single lap joint.

비틀림 하중을 받는 복합재료 튜브형 접합부의 비선형 해석 (Nonlinear Analysis of Adhesive Tubular Joints with Composite Adherends subject to Torsion)

  • 오제훈
    • Composites Research
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    • 제19권3호
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    • pp.29-36
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    • 2006
  • 섬유강화 복합재료는 적층각도와 적층순서에 따라 이방성을 가지기 때문에, 복합재료가 튜브형 접합부의 피접착체로 사용될 경우 지금까지 많이 수행된 등방성 피접착체를 가지는 접합부에 대한 해석을 통하여 복합재료 접합부의 거동을 예측하는 것은 한계가 있다. 본 연구에서는 접착제의 비선형 거동을 고려하여 복합재료 피접착체를 가지는 튜브형 접합부에 대한 비선형 해석을 수행하였다. 먼저 적층 복합재료 튜브에 대한 해석을 수행하였고, 이를 바탕으로 튜브형 접합부에 대한 비선형 방정식을 유도하였으며, 접착층의 응력 분포 및 접합부의 토크전달능력을 계산하였다. 복합재료 튜브의 적층순서와 접착길이가 접착층의 응력 분포 및 토크전달능력에 어떤 영향을 미치는 지 살펴보았으며, 또한 비선형 해석과 선형해석의 차이점을 비교하고 분석하였다.