Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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v.20
no.1
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pp.37-43
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1996
This paper presents a new control scheme for decoupling the dynamics of two coordinating robot manipulators. A simple full-state feedback scheme with configuration dependent gains can be devised to decouple the system dynamics such that the dynamics of each arm and that of an object held by the two arms is independent of one another. A condition for stability is shown. The advantage of the proposed scheme is that the same control scheme can be applied both for the closed kinematic chain(object-grasping) case and open kinematic chain(no object-grasping) case.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.10
no.10
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pp.869-877
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2004
This paper deals with motion planning algorithm for kinematically redundant manipulators that are not fixed to the ground. Differently from usual redundant manipulators fixed to the ground, the stability issue should be taken into account to prevent the robot from falling down. The typical ZMP equation, which is employed in human walking, will be employed to evaluate the stability. This work proposes a feed forward ZMP planning algorithm. The algorithm embeds the 'ZMP equations' indirectly into the kinematics of the kinematic model of a manipulator via a ZMP stability index The kinematic self motion of the redundant manipulator drives the system in such a way to keep or plan the ZHP at the desired position of the footprint. A sequential redundancy resolution algorithm exploiting the remaining kinematic redundancy is also proposed to enhance the performances of joint limit index and manipulability. In addition, the case exerted by external forces is taken into account. Through simulation for a 5 DOF redundant robot model, feasibility of the proposed algorithms is verified. Lastly, usual applications of the proposed kinematic model are discussed.
Excavation of underground cavern and shaft was proposed for the construction of a ventilation facility in an urban area. A shaft connects the street-level air plenum to an underground cavern, which extends down approximately 46 m below the street surface. At the project site, the rock mass was relatively strong and well-defined joint sets were present. A kinematic block stability analysis was first performed to estimate the required reinforcement system. Then a 3-D discontinuum numerical analysis was conducted to evaluate the capacity of the initial support and the overall stability of the required excavation, followed by a 3-D continuum numerical analysis to complement the calculated result. This paper illustrates the application of detailed numerical analyses to the design of the required initial support system for the stability of underground hard rock mining at a relatively shallow depth.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers
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v.38
no.12
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pp.1014-1021
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1989
The problem of controlling static gaits for a quadruped walking robot is investigated. A theoretical approach to gait study is proposed in which the static stability margins for periodic gaits are expressed in terms of the kinematic gait formula. The effects fo the stride length on static stability are analyzed and the relations between static stability and initial body configurations are examined. It is shown that the moving velocity can be increased to some extent without affecting stability margins for a given initial body configuration. Computer simulations are performed to verify the analysis.
The main stream of researches on the mobile robot is planning motions of the mobile robot under nonholonomic constraints while only considering kinematic model of a mobile robot. These researches, however, assume that there is some kind of dynamic controller which can produce perfectly the same velocity that is necessary for the kinematic controller. Moreover, there are little results about the problem of integrating the nonholonomic kinematic controller and the dynamic controller for a mobile robot. Also the literature on the robustness of the controller in the presence of uncertainties or external disturbances in the dynamical model of a mobile robot is very few. Thus, in this paper, the robust adaptive controller which can achieve velocity tracking while considering not only kinematic model but also dynamic model of the mobile robot is proposed. The stability of the dynamic system will be shown through the Lyapunov method.
Seo, Byunghun;Hong, Sung Yull;Lee, Jeh Won;Seo, TaeWon
Journal of the Korean Society for Precision Engineering
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v.30
no.4
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pp.427-433
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2013
Stair climbing is one of critical issues for field robots to widen applicable areas. This paper presents optimal design on kinematic parameters of a new robotic platform for stair climbing. The robotic platform climbs various stairs by body-flip locomotion with caterpillar type main platform. Kinematic parameters such as platform length, platform height, and caterpillar rotation speed are optimized to maximize stair-climbing stability. Three types of stairs are used to simulate typical user conditions. The optimal design process is conducted based on Taguchi methodology, and resulting parameters with optimized objective function are presented. In near future, a prototype is assembled for real environment testing.
Langendoen, John;Fleishman, Caren;Kim, Soon Hee;An, Ho Jung
Journal of International Academy of Physical Therapy Research
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v.7
no.1
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pp.979-988
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2016
The purpose of this systematic review is to investigate the effects of tape application on improving body conditions. The search strategy for this review included a literature search by members of the International Kinematic Academy in 12 countries between January 2014 and February 2015 using PubMed, CINAHL, Cochrane, Google Scholar, websites and national journals. The search words included "Kinesiotape, Kinesio tape, kinesiotaping, elastic taping, taping, functional taping, myofascial taping, sensomotor taping". The review included all articles, even those published in different languages. These searches resulted in 821 publications. There are several effects of tape application were revealed such as improving blood circulation, lymphatic circulation, body range of motion, activation of mechanoreceptor and joint stability, and decreasing pain. No one negative about the positive effects of taping, however the more effort is required to find evidence of effects of tape application.
Objective: The Star Excursion Balance Test (SEBT) and Y-Balance Test (YBT) have been commonly applied to measure dynamic postural stability ability. These two tests are utilized interchangeably in various settings. However, they could in fact require different movements to assess dynamic postural stability, as one uses a platform and different measuring techniques than the other. The purpose of this study was to determine if there was a significant difference in the kinematic patterns in physically active population while performing the SEBT and the YBT. Method: Seventy participants performed in the Anterior (AN), Posteromedial (PM), and Posterolateral (PL) directions of the SEBT and the YBT. The kinematics of hip, knee, and ankle in sagittal plane was calculated and analyzed. Paired-sample t-tests were performed to compare joint angular displacement in the ankle, knee, and hip between the SEBT and the YBT. Results: Significant differences in angular displacement at the hip, knee, and ankle joints in the sagittal plane between performance on the SEBT and on the YBT were observed. Conclusion: Clinicians and researchers should not apply these dynamic postural control tasks interchangeably from one task to another. There appear to be kinematic pattern differences between tests in healthy physical active population.
Long Wang;Meijuan Xu;Wei Hu;Zehang Qian;Qiujing Pan
Geomechanics and Engineering
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v.32
no.6
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pp.639-652
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2023
Stepped earth slopes incorporated with anti-slide piles are widely utilized in landslide disaster preventions. Explicit consideration of the three-dimensional (3D) effect in the slope design warrants producing more realistic solutions. A 3D limit analysis of the stability of pile stabilized stepped slopes is performed in light of the kinematic limit analysis theorem. The influences of seismic excitation and surcharge load are both considered from a kinematic perspective. The upper bound solution to the factor of safety is optimized and compared with published solutions, demonstrating the capability and applicability of the proposed method. Comparative studies are performed with respect to the roles of 3D effect, pile location, pile spacing, seismic and surcharge loads in the safety assessments of stepped slopes. The results demonstrate that the stability of pile reinforced stepped slopes differ with that of single stage slopes dramatically. The optimum pile location lies in the upper portion of the slope around Lx/L = 0.9, but may also lies in the shoulder of the bench. The pile reinforcement reaches 10% universally for a looser pile spacing Dc/dp = 5.0, and approaches 70% when the pile spacing reaches Dc/dp = 2.0.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.8
no.9
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pp.764-775
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2002
A kinematic and dynamic optimal design of a new parallel-type rolling mill based upon Stewart platform manipulator is investigated. To provide sufficient degrees-of-freedom in the rolling process and the structural stability of each stand, a parallel manipulator with six legs is considered. The objective of this new parallel-type rolling mill is to permit an integrated control of the strip thickness, strip shape, pair crossing angle, uniform wear of the rolls, and tension of the strip. By splitting the weighted Jacobian matrices Into two parts, the linear velocity, angular velocity, force, and moment transmissivities are analyzed. A manipulability measure, the ratio of the manipulability ellipsoid volume and the condition number of a split Jacobian matrix, is defined. Two kinematic parameters, the radius of the base and the angle between two neighboring Joints, are optimally designed by maximizing the global manipulability measure in the entire workspace. The maximum force needed in the hydraulic actuator is also calculated using the structure determined through the kinematic analysis and the Plucker coordinates. Simulation results are provided.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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