• 제목/요약/키워드: Kinematic Constraint

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병렬구조 로봇의 보정을 위한 보정 가능 변수 판별과 최적 자세 선정에 관한 연구 (Study on the Identifiable Parameters and Optimum Postures for Calibrating Parallel Manipulators)

  • 박종혁;김성관;압둘라우프;류제하
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.1476-1481
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    • 2003
  • Kinematic calibration enhances absolute accuracy by compensating for the fabrication tolerances and installation errors. Effectiveness of calibration procedures depends greatly on the measurements performed. This paper investigates identifiable parameters and optimum postures for four different calibration procedures - measuring postures completely with inverse kinematic residuals, measuring postures completely with forward kinematics residuals, measuring only the three position components, and restraining the mobility of the end-effector using a constraint link. The study is performed for a six degree-of-freedom fully parallel HexaSlide type parallel manipulator, HSM. Results verify that all parameters are identifiable with complete posture measurements. For the case of position measurements, one and for the case of constraint link, three parameters were found non-identifiable. Selecting postures for measurement is also an important issue for efficient calibration procedure. Typically, the condition number of the identification Jacobian is minimized to find optimum postures. Optimal postures showed the same trend of orienting themselves on the boundaries of the search space.

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기구학적 여유도와 ZMP 구속 조건을 이용한 매니퓰레이터의 동작 계획 (Motion Planning of Manipulators Using Kinematic Redundancy and ZMP Constraint Condition)

  • 최재연;윤현수;이병주
    • 로봇학회논문지
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    • 제6권4호
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    • pp.308-316
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    • 2011
  • This work deals with development of effective redundancy resolution algorithms for the motion control of manipulator. Differently from the typical kinematically redundant robots that are attached to the fixed ground, the ZMP condition should be taken into account in the manipulator motion in order to guarantee the system stability. In this paper, a new motion planning algorithm for redundant manipulator not fixed to the ground is introduced. A sequential redundancy resolution algorithm is proposed, which ensures the ZMP (Zero Moment Point) stability, the planned operational motion, and additional sub-criteria such as joint limit index. A geometric constraint equation derived by reshaping the existing ZMP equation enables one to employ the sequential redundancy algorithm. The feasibility of the proposed algorithm is verified by simulating a redundant manipulator model.

운동학적 제약조건을 이용한 심해저 라이저의 비선형 동적해석 (Nonlinear Dynamic Analysis of Deep Water Riser by the Utilization on the Kinematic Constraint Condition)

  • 홍남식
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제12권3호
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    • pp.495-508
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    • 1999
  • 변형된 라이저의 단위 접선벡터상의 운동학적 제약조건을 적용하여 심해저 라이저의 비선형 동적해석을 행한다. 이 조건의 적용으로 자유도수를 감소시킬 수 있으며 심한 비선형성으로 인한 해의 발산 가능성을 제거할 수 있다. 라이저의 거대변형으로 인한 기하학적 비선형성과 비선형 경계조건이 고려된다. 또한, 비선형성이 포함되는 수동학적 하중이 조류와 파랑에 의해 발생하여 내부에 정상류가 흐르는 라이저관의 외벽에 작용하게 된다. 이 외에도라이저 자체의 축방향 변형조건을 고려한다. Galerkin의 유한요소 근사화와 시간증분자를 적용하여 유한요소에 대한 평형 메트릭스 방정식을 유도하고, 수치해석을 위한 알고리즘을 제안하며 API 보고서의 결과와 비교함으로써 제안된 모델이 검증된다. 또한, 기하학적 비선형성으로 인한 영향을 조사하였다.

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기호계산 기법을 이용한 현가장치의 기구학적 민감도 해석 (Kinematic Design Sensitivity Analysis of Suspension System Using a Symbolic Computation Method)

  • 송성재;탁태오
    • 한국자동차공학회논문집
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    • 제4권6호
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    • pp.247-259
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    • 1996
  • Kinematic design sensitivity analysis for vehicle in suspension systems design is performed. Suspension systems are modeled using composite joins to reduce the number of the constraint equations. This allows a semi-analytical approach that is computerized symbolic manipulation before numerical computations and that may compensate for their drawbacks. All the constraint equations including design variables are derived in symbolic equations for sensitivity analysis. By directly differentiating the equations with respect to design variables, sensitivity equations are obtained. Since the proposed method only requires the hard point data, sensitivity analysis is possible in suspension design stage.

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조향 운동을 고려한 5-SS 멀티링크 현가장치의 근사 합성 (Approximate Synthesis of 5-SS Multi Link Suspension Systems for Steering Motion)

  • 김선평;심재경;안병의;이언구
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제25권1호
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    • pp.32-38
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    • 2001
  • This paper presents an approximate synthesis of 5-SS multi link suspension for 2 D.O.F motions. In the proposed synthesis method, alteration curves of camber, toe, kingpin and caster angles are optimized during the bump rebound and the steering motions. And joint positions can be located within desired boundari es. Especially, steering motions are considered for control of kingpin offset and caster trail. Prescribed motions contain both wheel center positions and imaginary kingpin axes in the multi link type suspension. Constraint equations are formulated with di splacement matrix and velocity matrix using instantaneous screw axis.

공간형 3 자유도 Haptic 메커니즘의 구현 (Implementation of A Spatial 3-DOF Haptic Mechanism)

  • 이재훈;이수강;이병주;이석희;이정헌;김희국
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.312-316
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    • 2004
  • In this study, a spatial 3-dof haptic mechanism is implemented. The implemented mechanism does not employ the gear transmissions as velocity reducers for all three joints but uses wire-based transmissions, thereby it is able to minimize the frictions significantly. Also, by employing the structure of the four-bar mechanism to drive third joint from close to the base, the mechanism is able to minimize the inertia effect from the third actuator very effectively. Its kinematic analysis such as position and velocity analyses are performed first. Then, its operating software development, hardware implementation, and the related interfaces between a PC and the implemented Haptic device are completed. To evaluate its potential and its performance as a haptic device, a experiment generating a virtual constraint in a operational task space is conducted and preliminary results are discussed.

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실시간 차량 동역학 해석을 위한 안티 롤 바 힘 계산 알고리듬 (Anti Roll Bar Force Computation Algorithm for Real Time Multibody Vehicle Dynamics)

  • 김성수;정완희;하경남
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제32권2호
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    • pp.170-176
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    • 2008
  • Anti roll bar model for real time multibody vehicle dynamics model has been proposed using kinematic constraint. Anti roll bar have been modeled by kinematic relationship, and mass properties are neglected. Relative angle of torsion bar spring is computed by constraint about drop-link using Newton-Raphson iteration, and then the torque of torsion bar spring can be computed with the angle and torsion spring stiffness. Finally anti roll bar force acting on both knuckle can be calculated. To validate the proposed method, half car simulations of McPherson strut suspension and full car simulations are also carried out comparing with the ADAMS vehicle model with anti roll bar. CPU times are also measured to see the real-time capabilities of the proposed method.

Tracking a constant speed maneuvering target using IMM method

  • Lee, Jong-hyuk;Kim, Kyung-youn;Ko, Han-seok
    • 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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    • 제어로봇시스템학회 1995년도 Proceedings of the Korea Automation Control Conference, 10th (KACC); Seoul, Korea; 23-25 Oct. 1995
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    • pp.484-487
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    • 1995
  • An interacting multiple model (IMM) approach which merges two hypotheses for the situations of constant speed and constant acceleration model is considered for the tracking of maneuvering target. The inflexibility of uncertainty which lies in the kinematic constraint (KC) represented by pseudomeasurement noise variance is compensated by the mixing of estimates from two model Kalman tracker: one with KC and one without KC. The numerically simulated tracking performance is compared for the "great circular like turning" trajectory maneuver by the single model tracker with constant speed KC and two model tracker which is developed in this paper.his paper.

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CAE를 이용한 VTR Deck기구의 해석 및 설계 (A study on the analysis and design for VTR deck mechanisms using CAE)

  • 박태원;범진환;한형석;김명규;김광배
    • 대한기계학회논문집
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    • 제17권1호
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    • pp.223-235
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    • 1993
  • 본 연구에서는 첫째로 병진 캠 전용해석 및 설계 프로그램을 개발하였다. 이 개발된 프로그램들을 기구해석전용 프로그램에 접속시켜 VTR Deck에 대한 전반적인 해석 및 설계가 가능하도록 하였다.

구속조건을 고려한 자동차 현가장치 기구특성의 최적설계 (Design Optimization for Kinematic Characteristics of Automotive Suspension considering Constraints)

  • 이창노;김효준
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권3호
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    • pp.306-311
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    • 2017
  • 본 논문은 자동차 현가장치의 기구적 특성에 대한 설계 최적화에 관한 것이다. 현가장치의 기구적 특성은 토우 및 캠버와 같은 바퀴의 자세를 결정하며 이것은 주행 중 타이어의 마모에 관련될 뿐만 아니라 차량의 운동성능인 조종안정성에 큰 영향을 미친다. 따라서 설계 초기단계에서 현가장치 기구의 특성을 결정하는 것은 매우 중요한 일이다. 본 논문에서는 맥퍼슨 스트러트식 현가장치에 대한 현가장치의 기구적 특성을 파악하기 위하여 변위해석을 수행하였다. 이를 위해 현가장치 기구를 구성하는 조인트에 대한 구속방정식을 세우고 이를 풀 수 있는 프로그램을 작성하였다. 또한 원하고자 하는 현가장치의 기구적 특성을 얻기 위하여 설계 최적화 프로그램인 ADS를 이용하였다. 최적화를 위한 설계변수로서 현가장치의 차체 부착점인 하드 포인트의 좌표로 설정하였으며 목표함수로서 바퀴의 상하운동에 대한 토우-인의 합으로 정의하였다. 구속함수로서 설계 시 제한조건인 최대 캠버각과 최저 롤 중심고를 고려하였다. 본 연구의 결과로서 두 가지 구속함수를 만족하고 토우-인의 변화를 최소로 하는 하드 포인트의 최적위치를 결정할 수 있었다.