• 제목/요약/키워드: INSTANTANEOUS CENTER OF ROTATION

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미끄럼 조향 로봇의 강인한 궤적 추종 제어에 관한 연구 (A Study on Robust Trajectory Tracking Control of a Skid Steering Robots)

  • 백운보;김원호
    • 한국생산제조학회지
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    • 제19권1호
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    • pp.121-127
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    • 2010
  • We consider the robust trajectory tracking control problem for a skid steering mobile robots. A dynamic model is derived accounting for the effects of wheel skidding. The control design utilizes the dynamic feedback linearization techniques, so as to obtain a predictable behavior for the instantaneous center of rotation thus preventing excessive skidding. The additive controller using the sliding mode type is then robustified against the unmodelled dynamics and parameter uncertainty. Simulation results show the good performances under excessively uncorrected estimations of the longitudinal forces and the lateral resistive forces caused by the skidding of the wheels in tracking trajectories.

근력 지원용 외골격 로봇을 위한 수동형 무릎 관절 메커니즘 개발 (Development of a Passive Knee Mechanism for Lower Extremity Exoskeleton Robot)

  • 김호준;임동환;한창수
    • 로봇학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.107-115
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    • 2017
  • In this paper, four-bar linkage mechanism for the knee joint is developed which is used in prosthetics. But unlike the prosthetics, the feature of this mechanism is that the instantaneous center of rotation of the four-bar linkages can be moved behind the ground reaction force vector so that it can be passively supported without any external power. In addition, this mechanism is developed similar to the structure of the human knee joint for eliminating the sense of heterogeneity of the wearer. In order to design the mechanism with these two objectives, optimization design process is done using the PIAnO tool and detailed design is carried out through optimized variable values. The developed mechanism is attached to the robot which can assist the hip and ankle joints. In order to verify the operation of the developed knee mechanism, an insole type sensor was attached to the shoes to compare data values before and after wearing the robot. Result data showed that wearer wearing the exoskeleton robot with the knee mechanism was the same value regardless of whether the heavy tool is loaded or not.

인공 추간판 적용으로 인한 인접 운동 분절의 영향 (Effects on the Adjacent Motion Segments according to the Artificial Disc Insertion)

  • 김영은;윤상석
    • 한국정밀공학회지
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    • 제24권8호통권197호
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    • pp.122-129
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    • 2007
  • To evaluate the effect of artificial disc implantation and fusion on the biomechanics of adjacent motion segment, a nonlinear three-dimensional finite element model of whole lumbar spine (L1-S1) was developed. Biomechanical analysis was performed for two different types of artificial disc, ProDisc and SB $Charit{\acute{e}}$ III model, inserted at L4-L5 level and these results were also compared with fusion case. Angular motion of vertebral body, forces on the spinal ligaments and facet joint under sagittal plane loading with a compressive preload of 150 N at a nonlinear three-dimensional finite element model of Ll-S1 were compared. The implant did not significantly alter the kinematics of the motion segment adjacent to the instrumented level. However, $Charit{\acute{e}}$ III model tend to decrease its motion on the adjacent levels, especially in extension motion. Contrast to motion and ligament force changes, facet contact forces were increased in the adjacent levels as well as implanted level for constrained instantaneous center of rotation model, i.e. ProDisc model.

하악의 습관적 개폐구 운동시 중립대 결정에 관한 연구 (A STUDY ON THE DETERMINATION OF THE NEUTRAL ZONE AT THE HABITUAL OPENING AND CLOSING MANDIBULAR MOVEMENTS)

  • 이돈오;계기성;강동완
    • 대한치과보철학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.123-135
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    • 1990
  • It would be of importance to determine the neutral Tone by a resultant axis of relation on relation to the mandible in understanding the biomechanics of the mandibular movement. In this study, the neutral zone at the habitual opening and closing mandibular movements is the shape of the paths described by a minimum moving point occured as an average center of the determined instantaneous centers of rotation. Twenty, aged $23{\sim}25$, male dental students without Temporomandibular disorders and with normal occlusion clinically were selected for the study. The habitual opening and closing mandibular movements were recorded by the Gnathorecouder and analyzed by the computer program of a planer rigid body model and the determined method of a minimum moving point. The results obtained from this study were as follows. 1. The minimum moving points were placed in the body of the mandible except two subjects. 2. The mean of maximum displacements of a minimum moving point was $0.62{\pm}0.08cm$ on X-axis and $0.73{\pm}0.16cm$ on y-axis. 3. The mean of maximum displacements of a minimum moving point was $3.39{\pm}0.62cm$ 4. The position and shape of the neutral zone were determined by the position, displacements, and moving distances of a minimum moving point.

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볼트 전단파단이 지배하는 지압형식 볼트접합부의 힘-변형 관계 (Force-Deformation Relationship of Bearing-Type Bolted Connections Governed by Bolt Shear Rupture)

  • 김대경;이철호;진승표;윤성환
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.1-12
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    • 2015
  • 잘 접합된 볼트접합부는 볼트의 전단파단이 발생할 때 까지 지압 메커니즘에 의하여 훌륭한 연성거동을 보인다. 이러한 볼트접합부에 내재된 연성 능력을 최대한 활용한다면 중력하중, 풍하중, 지진하중 등 다양한 하중에 대하여 활용하여 접합비용의 경제성 제고에 기여할 수 있다. 편심하중을 받는 볼트접합부의 경우 보수적인 탄성해석법과 합리적으로 볼트접합부의 연성거동을 활용할 수 있는 극한강도 해석법이 존재하나 기존의 극한강도해석법은 오늘날 다양한 소재와 설계조건의 다양화에도 불구하고 하나의 소재와 조건으로 이루어진 실험식에 의존하고 있다. 본 연구의 주된 목적은 체계화된 단일볼트의 실험을 기반으로 볼트의 일반화된 힘-변형 관계식을 정립하는 것이다. 실험결과를 토대로 볼트접합부의 기하학적인 요소(볼트의 직경, 플레이트의 두께) 및 강도가 힘-변형 관계에 주된 영향을 미치는 요소라는 것을 알 수 있다. 실험결과를 순간중심회전법에 적용하여 보다 정확하고 경제적인 편심하중을 받는 군볼트 접합부 설계가 가능하다.

편심전단을 받는 단일판접합부의 경사연단거리를 고려한 볼트군의 설계법 (Design Methods for Eccentrically Loaded Bolt Groups for the Single Plate Connections Considering Sloped Edge Distance)

  • 최선규;유정한;박재우
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제26권1호
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    • pp.43-53
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    • 2014
  • 단일판접합(Single Plate Connections, 이하 SPC라 함)은 단순전단접합의 일종으로 한 장의 강판을 지지부재인 기둥이나 큰보의 웨브에 공장용접하고 보를 현장고력볼트로 접합하기 때문에 시공이 간편하고, 경제성이 있어 강구조 및 합성구조에서 널리 사용되고 있다. 일반형 단일판접합부의 고력볼트는 수직 1열로 2~12개가 사용되며, 단순보의 단부에서 필요한 회전유연성을 확보하기 위하여 고력볼트직경과 구멍형태에 따라 판의 두께를 제한하여 설계한다. SPC에서 편심전단을 받는 고력볼트군의 강도를 산정할 때, 고력볼트의 전단강도나, 판의 지압강도 또는 찢김(Tear-out)강도 중 최소값에 의해 설계강도가 결정되는데, 만약 연단고력볼트의 수직연단거리에 의한 찢김에 의해 고력볼트군의 강도가 결정될 때에는 매우 보수적으로 설계된다. 따라서 본 연구에서는 고력볼트의 반력각도에 의한 실제 경사연단거리를 구하고 이를 근거로 설계강도를 산정하는 설계절차를 제안하였다. 편심전단을 받는 '약-판/강-고력고력볼트' 설계모델의 일반형 단일판접합부 고력볼트군 해석을 위해 탄성벡터법(EVM)과 소성법인 수간회전중심법(ICM)을 이용해 그 효과를 비교하였다. 또한 실용적이고 편리한 설계를 위하여 경사연단거리를 고려한 일반형 단일판접합부의 설계도표를 제안한다.