본 연구는 6축 초중량물 핸들링로봇의 제어 성능을 구현하기 위해 전체적이 로봇의 제어에 가장 중요한 요소인 2축과 3축만을 가진 2축으로 된 실험용 로봇을 설계 제작하고 모션 제어기를 직접 설계하여 드라이브를 토크모드로 설정하고 구동실험을 수행하였다. 제어기로는 DSP를 사용하였으며 이는 초중량물을 핸들링하기 위해서는 샘플링주기를 작게 하기 위함이다. 해 연산 실행 속도가 빠른 DSP를 이용하였다. DSP와 AC 서보모터 드라이브 간의 인터페이스를 설계 제작 하였으며, PI제어기 알고리즘을 설계하여 직선보간 알고리즘에 적용함으로써 최종목적인 가반하중이 600Kg급 부하에도 강한 초중량물 핸들링 지능형 6축 로봇의 실현을 위해 원하는 경로를 부하의 영향에 받지 않는 고속 고응답성을 구현할 수 있는 2축 로봇제어에 대만 실험을 수행하였다. 속도, 위치제어에 대한 알고리즘으로는 PID 제어기를 사용하였다. 본 연구의 의의는 초중량물 핸들링 로봇의 제어에 있어서 로봇의 설계 및 제작이 최적화되어 있다면 작은 부하용 로봇의 제어와 크게 다를 바 없음을 보여주는데 있다.
따개비(barnacle)는 선저부에 붙어서 번식하며 딱딱한 석회질 껍데기로 덮여있다. 이로 인하여 선박의 속도를 저하시키고 도료기능을 상실시키는 주요인이 된다. 이를 제거하기 위해 작업자가 직접 액체를 분사하고 브러쉬로 세척해야 한다는 불편함과 위험에 노출되기 때문에 선박작업용 로봇이나 기계들이 많이 개발되고 있다. 현재 연구 중이거나 개발이 완료된 것 중에는 영구자석 또는 전자석 휠을 사용하거나 공압을 이용하여 수직벽면에서 작업을 한다. 특히 공압 방식을 많이 사용하였는데 수직벽면에 로봇이 밀착될 만큼 강한 공압이 필요하게 되기 때문에 부가적인 장치가 많이 필요하다. 본 논문에서는 부가적인 장치를 최소화하고 효과적인 동작을 하기위해 전자석 방식을 선택 하였으며 간편하게 선박의 수직벽면을 작업할 수 있는 전자석 방식의 4륜 로봇을 개발하고자 한다. 선박의 수직벽면 작업용 4륜구동 로봇을 전자석을 이용하여 수직벽면에 부착할 수 있도록 설계하였으며 자력의 세기와 방향을 제어하여 로봇이 선박의 수직면에 밀착되어 자유롭게 이동이 가능하도록 개발 하고자 한다.
제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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pp.642-647
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1993
In general, systems contain uncertain elements in the real world; these may be parameters, constant or varying, that are unknown or imperfectly known. When the uncertainty is assumed to satisfy the matching condition and to be cone-bounded, Y.H. Chen[81 proposed an adaptive robust control algorithm which introduced adaptive scheme for a design parameter into robust deterministic controls. In this paper, the above control algorithm is applied to the position tracking control of 2 DOF direct drive SCARA robots, and simulation and experimental studies are conducted to verify the control algorithm and to evaluate control performance.
이 논문은 주어진 설계 조건과 제한 조건하에서 2족 보행로봇을 설계하고 제작하는 과정을 제시하며, GCSE의 상호작용 설계과정 모형에 근거하였다. 2족 보행 로봇은 보행하는데 총 5개의 관절을 사용하여 이동한다. 양쪽 발목, 양쪽 무릎 관절에 각각 하나씩의 자유도를 갖고 골반 부분에 한 개의 자유도를 갖는 구조이며, 제작된 로봇은 회전운동만으로 움직이는 5자유도를 갖는 2족 보행로봇이다. 보행 로봇은 구동을 제어하는 마이크로컨트롤러 보드와 직접 구동을 수행하는 모터로 구성된다. 제작된 로봇은 두발로 걷는 로봇인 만큼 안정적인 보행 동작의 시현과 주변 물체를 탐색하고 인식하여 특정한 동작을 수행하는 것을 최종 목표로 하였다. 제작된 보행로봇을 주어진 4가지 모드에 따라 구동하였는데, 성공적으로 동작하였다. 설계 및 제작과정을 통하여 여러 기술을 통합적으로 생각하고 종합적으로 접근하는 방법을 배울 수 있었다.
A SCARA type direct drive robot which can be used in the assembly operation was designed and manufactured. Graphite fiber epoxy composite material was used in the fabrication of the robot arm structure in order to improve the speed of the robot arm with a high damping effect. For model-based control and sensitivity analysis of system parameters, the dynamic model of robot arm and drive servo amplifier parameters such as equivalent gains of PWM driver and velocity gains of servo system were estimated from frequency response tests. The complete dynamic model for overall robot system was used in the simulation of the open-loop control. The simulation results agreed reasonably well to the experimental results. The feedforward control using the dynamic models improved the trajectory tracking performance, decreasing the tracking error by factor of three compared with PID control. This study found that the inverse dynamic model of the robot arm including the drive servo system showed better performances than the case of arm dynamic model only.
형상기억합금은 가열되거나 냉각될 때 모양과 강도가 변화하면서 큰 힘을 발생한다. 와이어 형태의 형상기억합금은 열을 가하면 길이가 축소되면서 상당히 큰 힘을 발휘하며, 소음없는 운동을 발생시킬 수 있으므로 모터를 대체할 수 있는 구동기로 활용가능하다. 이런 형상기억합금 구동기는 전기로 직접 가열할 수 있으며, 큰 범위의 운동을 만들어내는데 사용될 수 있다. 본 논문에서는 형상기억합금 구동기를 이용하여 3 개의 손가락을 가진 6 자유도의 로봇 손을 개발하고 제어하는 것에 대해 기술한다. 각 손가락은 2 개의 관절을 가지고 있으며, 각 관절은 길항(拮抗) 운동을 위해 서로 반대로 동작하는 두 개의 힘줄에 의해 구동된다. 부드러운 운동을 위한 충분한 힘을 만들어 내기 위해 각 힘줄은 2 개의 형상기억합금 구동기가 병렬로 구성된다. 형상기억합금 구동기를 가열하기 위한 전류를 제어하기 위해 PWM 드라이버를 채용하였으며, 실험을 통해 손가락의 길항 작용을 평가한다.
최근 비대면 서비스의 발전으로 서빙 로봇의 역할이 중요해졌다. 호텔, 리조트 등 높은 품질의 서비스를 요구하는 곳에서 서비스 질 향상을 위해 전문화된 인력을 필요로 하지만 개개인의 능력과 인력 부족으로 인해 소비자에게 제공되는 서비스의 질이 균일하지 못하거나 만족스럽지 못하다. 본 논문은 균일화된 높은 서비스를 제공하고 새로운 서비스를 경험할 수 있게 하는 '주문이 가능한 스마트 서빙 시스템 로봇'을 제안한다. 단순한 음식 운반이 아닌 소비자를 맞이하고 앱 인벤터를 통해 주문을 직접 받아 서버에 전송하여 카운터 및 주방에서 주문 목록을 확인할 수 있다. 또한 완성된 음식을 받아 운반하여 소비자의 테이블에 직접 제공하여 기존 서빙 로봇의 불편함을 보완하였다. 초음파 센서를 이용하여 장애물 발견 시 정지하여 안전한 구동이 가능하다. 스마트 서빙 시스템 로봇을 통해 인력 부족 문제를 해결할 수 있고, 인력을 고부가 가치 업무에 집중할 수 있어 서비스 로봇의 발전을 선도하고 식당뿐만 아니라 병원, 물류센터 등 다양한 분야에 적용 할 수 있을 것이다.
In this paperwe develop a real-time simulator for direct drive cooperative robot by using OpenGL in a Windows NT based system. This simulator is composed of 2 parts, a display part and an interface part. In the display part the robot is modelled and rendered in 3D space. To do this OpenGL, a kind of graphic library, is used for rendering and animating robots and kinematics gives the information of the current robot configuration. The control and the feedback data are sent and received via the interface part. In real time simulation interfacing part needs fast data transfer rate and good nosic immunity. In experiment we have simulated 2-link direct drive cooperative robots using the trajectory tracking algorithm proposed in reference.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제21권4호
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pp.404-413
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1997
Direct-drive robots are suitable to position and force control with high accuracy, but it is difficult to design a controller which gives satisfactory perfonnance because of the system's nonlinearity and link-interactions. This paper is concerned with the force control of direct-drive robots. The pro¬posed algorithm consists of feedback controllers and a neural network. Mter the completion of learning, the outputs of feedback controllers are nearly equal to zero, and the neural network con¬troller plays an important role in the control system. Therefore, the optimum adjustment of parameters of feedback controllers is unnecessary. In other words, the proposed algorithm does not need any knowledge of the controlled system in advance. The effectiveness of the proposed algo¬rithm is demonstrated by the experiment on the force control of a parallelogram link-type direct¬drive robot.
제어로봇시스템학회 1993년도 한국자동제어학술회의논문집(국내학술편); Seoul National University, Seoul; 20-22 Oct. 1993
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pp.264-269
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1993
In this paper, we develop the basic robot commands on the level of VAL robot language and the integrated environment software of the robot management system to give users an easy way of programming and running the robot. The developed software is designed to support Korean language and to be run by the pop-up menus for programming commands and inputs. Geometrical and dynamical features can be viewed on a computer monitor by graphics and the taught works can be interfaced with a computer and controllers.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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