• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제34권2호
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• pp.267-274
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• 2010

중력보상기의 구조에 대해 연구하였고, 이를 적용하여 로봇 관절의 성능을 개선하기 위하여 새롭게 개발한 6축의 로봇 매니퓰레이터에 대해 설명한다. 로봇의 기구학 해석을 하였다. 또한, 다양한 스프링으로 구성된 중력보상기를 적용한 로봇 관절구동기의 성능에 대하여 시뮬레이션 하였다. 시뮬레이션 결과에 따르면, 중력보상기를 적용한 로봇 매니퓰레이터의 관절에 가해지는 외부부하는 중력보상기에 사용되는 스프링의 강도에 비례하여 줄어드는 것이 검증되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권1호
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• pp.60-67
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• 2011

본 논문에서는 중력보상기의 구조에 대해 연구하였고, 이를 적용하여 토크 성능을 개선하고 위치 오차를 줄이는 새로운 구조의 6축 다관절 로봇 매니퓰레이터에 대하여 연구하였다. 로봇 팔의 기구해석을 하였다. 또한, 로봇 팔의 1 및 2 축에 중력보상기를 적용한 관절구동기의 성능시험을 하였다. 성능 시험결과, 중력보상기를 적용한 로봇 관절구동기의 외부부하와 반복위치 오차가 대폭 감소됨이 검증되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권4호
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• pp.467-475
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• 2012

이 논문에서는 비틈 봉을 기반으로 한 중력보상기가 적용된 새로운 외력증강기를 이용하여 인체 다리관절에 작용하는 부하를 경감시키는 방법에 대해 제안한다. 비틈 봉 특성을 추정하고 측정하기 위하여 설계와 구조 해석을 행하였다. 설계와 구조해석을 바탕으로 매우 경량이고 소형인 새로운 외력증강기를 개발하였다. 구조해석은 외력증강기를 매우 경량으로 하기위해 최적두께의 링크에 대한 FEM해석을 행하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제38권3호
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• pp.289-294
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• 2014

일반적으로 산업용 로봇은 가반중량에 비해서 매우 큰 자중을 가지게 되며, 이로 인한 큰 중력토크를 보상하여야 하므로, 고사양의 모터/감속기를 사용하게 되어 제조단가가 높아진다. 이러한 머니퓰레이터의 자중 및 가반중량을 기계식 중력보상장치로 보상하게 된다면, 모터/감속기 사양을 크게 낮추어서 제조단가를 낮출 수 있다. 그러나 기존의 와이어 기반의 중력보상장치의 경우, 내구성 및 파손 등의 문제로 실용성이 낮았다. 본 연구에서는 이를 개선하고자 기어 및 롤러 기반의 내구성 높은 중력보상장치를 개발하고, 이를 사용하여 낮은 용량의 모터/감속기로도 가반하중 목표를 만족시킬 수 있는 중력보상 장치를 탑재한 머니퓰레이터를 개발하였다. 본 연구에서는 다양한 시뮬레이션 및 실험을 통하여 제안한 중력보상장치가 머니퓰레이터의 모든 자세에 대해서 중력에 대한 완전한 보상토크를 제공하였으며, 큰 가반하중에 대해서도 적절한 보상토크를 제공할 수 있음을 보였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제33권2호
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• pp.226-232
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• 2009

In this paper, a design and analysis of a gravity compensator which is a new device to reduce the joint torque of robots caused due to gravity is presented. Joints of all robots are loaded by large torques due to gravity. By applying the gravity compensator to the robot joints, the load torques applied to the robot joints are reduced by the repulsive force of the gravity compensator such that the size of the joint actuation motor can be reduced. In this paper, the structure and force relation of the gravity compensator are analyzed. The superior performance of the proposed gravity compensator is verified through experiments which measure the joint motor current caused by the load applied to the robot link.

• 한국정밀공학회지
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• 제27권7호
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• pp.55-62
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• 2010

In this paper, the structure of a new gravity compensator was studied, and the biped walking robot applying a gravity compensator was presented to improve the performance of the robot. The robot had 13 degree of freedom and is driven by the joint actuator with the gravity compensator. Each leg of the robot is composed of six joints three joints at the hip, a joint at the knee, and two joints at the ankle. The leg of the robot was designed to support 74kg weight including 30kg payload thanks to the gravity compensator. The performance of the robot was presented by reducing the payload applied to the leg joint of the robot thanks to the gravity compensator.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권8호
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• pp.883-888
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• 2011

복강경을 이용한 수술법은 입원 기간 단축 및 상처의 감소라는 장점이 있지만 수술 도구 끝단의 움직임의 제한으로 인한 수술 난이도의 증가라는 단점이 있다. 이를 숙련시키기 위해 동물을 이용하여 대체수술을 하거나, Surgery training tool set을 이용하여 조작 기술 습득을 위한 훈련을 하고 있다. 하지만 이 방법들은 사람에게서 느껴지는 촉감을 그대로 재현하지 못한다. 따라서 본 논문은 4-자유도계의 복강경 수술 의료 훈련 시뮬레이터를 통해 원활한 햅틱 피드백을 제공하였다. 햅틱 장비의 기본 요구조건인 무중력, 무마찰 상태를 만족시키기 위해 장비의 중력 및 마찰력을 측정하였다. 이를 위해 의료 시뮬레이터의 모델링을 하여 시술기에 작용하는 중력과 마찰력을 측정하고 이를 선형화 시킨후 이를 토대로 보상기를 모델링하고 이를 검증하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2002년도 춘계합동학술대회 논문집
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• pp.109-111
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• 2002

디스크 형의 회전자를 가지고 있는 영구자석 표면 부착형 동기 전동기에서 회전자가 중력 방향에 직각으로 서있고, 디스크 상에 부하가 존재하는 경우 디스크의 불균일한 질량 분포에 의해 편심이 발생한다. 편심 부하는 합성 무게 중심이 반중력 방향으로 향하면 전동기의 속도는 감소하고, 중력 방향이면 속도가 증가하는 정현적인 부하 토크로 작용하여 정현적 인 속도 오차를 발생시킨다. 이 속도 오차를 감소시키기 위해 q-축 전류와 측정된 속도를 입력으로 가지는 부하 토크 관측기를 설계하여 생성된 보상전류를 피드 포워드 방식으로 q-축 지령 전류에 보상하는 방식을 사용한다. 본 연구에서는 부하 토크 관측기를 사용하는 방식에서 발생하는 속도오차에 관하여 분석하였다.

• 한국정밀공학회지
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• 제28권4호
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• pp.455-462
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• 2011

This paper is about the design of a new gravity compensator for the lower body exo-skeleton device. The exo-skeleton devices is for increasing the torque of the human body joint for the purpose of helping the disabled, workers in the industry, and military soldiers. So far, most of studied exo-skeleton devices are actuated by the motors, but motors are limited in energy such that a short durability is always a big problem. In this paper, a new gravity compensator is proposed to reduce the torque load applied to human body joints due to gravity. The gravity compensator is designed using a tortional bar spring, and its structure and characteristics are studied through the test and computer simulation. A design concept on the exo-skeleton device using the gravity compensator is presented. An analysis and computer simulation on the torque reduction of the proposed exo-skeleton device that applies and non-applies the gravity compensator are performed.

• 한국통신학회논문지
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• 제15권8호
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• pp.708-714
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• 1990

본 논문에서는 링크가 가볍고 유연한 로보트 매니퓰레이터에 대해 손의 끝점을 측정하여 기준 궤적을 추종하기 위한 자기 동조 제어기를 제안하고 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 제안된 알고리듬의 성능을 입증하였다. 제어 대상으로 2개의 링크를 갖는 유연성 로보트 매니퓰레이터를 설정하고, 모델의 구성은 중력 작용이 포함된 가정 모드 형태 방법을 사용하여, 각 링크의 전동 모드를 2가지로 채택하여 동력학 방정식을 유도하였으며, 제어기는 공칭 토크를 가하는 동적 전향 보상기와 교정 토크를 가하는 자기 동조 궤환 제어기를 결합시킨 합성 제어기로 구성하였다.