• 제목/요약/키워드: Legged robot

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사각 보행 로보트의 제작 및 균형추를 이용한 안정성 향상에 관한 연구 (A Development of 4-legged Walking Machine and the Enhancement of Static Stability Margin Using Balancing Weight)

  • 강신천;오준호;정경민
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 1991년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.146-154
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    • 1991
  • As the application of robotic systems expand its scope, more research efforts are given in providing mobility to the robotic systems so that they can travel across various paths including those with formidable obstacles such as stairways or rough terrains. Legged locomotion is mainly concerned because the walking motion, like that of animal behavior, has many advantages over wheel type or track type locomotion especially in rough terrain. Walking robot, in general, having a discrete number of legs, have inherently low static stability. Static stability can be increased to a certain degree, by improving walking method, but it has many limitations such as reduced travel speed. A very promising possibility lies in the use of balancing weight, nevertheless its actual implementation is very rare. In this study, a 4-legged walking machine is developed and the static stability margin is increased with the balancing weight. In the future, this robot will be used to take an experiment on the walking in mush terrain.

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복합 바퀴-다리 이동형 로봇의 저전력 보행 기반 장애물 회피 알고리즘 (Obstacle Avoidance Algorithm of Hybrid Wheeled and Legged Mobile Robot Based on Low-Power Walking)

  • 정동혁;이보훈;김용태
    • 한국지능시스템학회논문지
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    • 제22권4호
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    • pp.448-453
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    • 2012
  • 최근 다양한 환경에서 지능형 로봇의 안정된 이동방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 논문에서는 복합 바퀴-다리형 이동 로봇의 설계 방법을 제안하고, LRF(Laser Range Finder)센서를 이용한 복합 이동형 로봇의 저전력 보행 기반 장애물 회피 알고리즘을 제안하였다. 로봇의 자세 안정화와 소비에너지를 줄이기 위해 모터 전류값을 바탕으로 자세를 보정하여 저전력 보행 알고리즘을 구현하였고, 이를 기반으로 LRF센서를 이용한 장애물 회피 알고리즘을 제안하였다. 로봇의 각 다리에서 소비되는 전력을 고르게 분포시키게 자세를 보정하여 보행을 안정화시키고, 최단 경로로 장애물을 회피하여 이동함으로써 전체 소비 에너지를 감소시키며 보행 안정성을 향상하였다. 본 연구에서 제안한 방법들은 실제 복합 이동 로봇의 보행 및 장애물 회피 실험을 통해 성능을 검증하였다.

진공 흡착과 보행형 이동에 의한 벽면이동 로봇의 개발 (Development of wall climbing robot using vacuum adsorption with legged type movement)

  • 박수현;서경준;김성관
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.344-349
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    • 2017
  • 최근 전 세계적으로 고층건물의 외벽청소, 대형 구조물의 벽면검사, 조선에서의 벽면 용접 등 다양한 용도의 벽면이동 로봇들이 개발되고 있다. 기존에 개발된 벽면이동 로봇 중 바퀴형 이동로봇은 요철이 있는 벽면을 이동할 수 없다는 단점이 있으며 보행형 이동로봇은 복잡한 링크구조로 인해 많은 액추에이터가 필요로 하고, 더불어 제어가 복잡해지며 내구성의 문제가 발생한다. 또한 로봇의 무게가 무겁다는 단점이 있다. 본 논문에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 간단한 구조를 가진 새로운 벽면이동 로봇을 제시한다. 본 논문의 벽면이동 로봇은 단 한 쌍의 축과 액추에이터를 이용하여 고릴라의 보행방식을 모사하여 이동하며, 진공펌프와 흡착패드를 이용하여 벽면에 진공 흡착한다. 본 논문에서 개발한 로봇의 구성요소로는 이동을 위한 DC모터, 흡착을 위한 진공펌프, 제어를 위한 마이크로 컨트롤러, 기타 동력전달과 형체 유지를 위한 축과 프레임이 있다. 로봇의 성능은 수직 및 수평에서 실험적으로 검증하였다. 본 논문에서 개발한 벽면이동 로봇을 기반으로 다양한 장치를 탑재한 산업현장, 재난재해 현장에서 다양한 기능을 수행하는 로봇의 개발이 가능할 것이라 전망한다.

VFH(Vector Field Histogram)을 이용한 4족 로봇의 장애물 회피 (Obstacle a voidance using VFH (Vector Field Histogram) in four legged robot)

  • 정현룡;김영배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2003년도 학술회의 논문집 정보 및 제어부문 A
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    • pp.23-26
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    • 2003
  • The vector field histogram(VFH) uses a two-dimensional Cartesian histogram grid as a world model. The VFH method subsequently employs a two-stage data-reduction process in order to compute the desired control commands for the vehicle. In the first stage the histogram grid is reduced to a one dimensional polar histogram that is constructed around the robot's momentary location. Each sector in the polar histogram contains a value representing the polar obstacle density in that direction. In the second stage, the algorithm selects the most suitable sector from among all polar histogram sectors with a low polar obstacle density, and the steering of the robot is aligned with that direction. We applied this algorithm to our four-legged robot.

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Jansen Mechanism 과 m.Sketch 를 활용한 보행 로봇의 안전 최적 설계. (Design of optimized legged robots for safety structure using Jansen Mechanism and m.Sketch)

  • 우민혁
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제5회(2016년)
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    • pp.469-472
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    • 2016
  • Jansen Mechanism has been a constant popularity by researchers studying legged robots because of many benefits. This paper proposed the design process of optimized legged robots using Jansen Mechanism and m.Sketch(Jansen Mechanism simulation software). First, driving part of legged robots is designed in compliance with the design regulations of a competitive exhibition. Second, setting the length of link and position of joint is conducted in keeping with the constraints. Third, Ground Length (GL) and Ground Angle Coefficient(GAC) values are extracted by m.Sketch simulation. Finally, by repeating the previous procedures, comparing the GL and GAC values, find the optimum input values. This.

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유영과 보행이 가능한 생체모방 수중 로봇의 설계개념과 근사모델을 활용한 모의실험 (Bio-inspired Walking and Swimming Underwater Robot Designing Concept and Simulation by an Approximated Model for the robot)

  • 김희중;전봉환;이지홍
    • 로봇학회논문지
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    • 제9권1호
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    • pp.57-66
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    • 2014
  • This paper describes the design concept of a bio-inspired legged underwater and estimating its performance by implementing simulations. Especially the leg structure of an underwater organism, diving beetles, is fully adopted to our designing to employ its efficiency for swimming. To make it possible for the robot to both walk and swim, the transformable kinematic model according to applications of the leg is proposed. To aid in the robot development and estimate swimming performance of the robot in advance, an underwater simulator has been constructed and an approximated model based on the developing robot was set up in the simulation. Furthermore, previous work that we have done, the swimming locomotion produced by a swimming patten generator based on the control parameters, is briefly mentioned in the paper and adopted to the simulation for extensive studies such as path planning and control techniques. Through the results, we established the strategy of leg joints which make the robot swim in the three dimensional space to reach effective controls.

다족형 생체모방 수중 로봇(CALEB10)의 Pitch 유영 제어 (Pitch Directional Swimming Control of Multi-Legged Biomimetic Underwater Robot (CALEB10))

  • 이한솔;이지홍
    • 로봇학회논문지
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    • 제12권2호
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    • pp.228-238
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    • 2017
  • The CALEB10 is a multi-legged biomimetic underwater robot. In the last research, we developed a swimming pattern named ESPG (Extended Swimming Pattern Generator) by observing diving beetle's swimming actions and experimented with a positive buoyancy state in which CALEB10 floats on the water. In this paper, however, we have experimented with CALEB10 in a neutral buoyancy state where it is completely immersed in water for pitch motion control experiment. And we found that CALEB10 was unstably swimming in the pitch direction in the neutral buoyancy state and analyzed that the reason was due to the weight proportion of the legs. In this paper, we propose a pitch motion control method to mimic the pitch motion of diving beetles and to solve the problem of CALEB10 unstably swimming in the pitch direction. To control the pitch motion, we use the method of controlling additional joints while swimming with the ESPG. The method of obtaining propulsive force by the motion of the leg has a problem of giving propulsive force in the reverse direction when swimming in the surge direction, but this new control method has an advantage that a propulsive moment generated by a swimming action only on a target pitch value. To demonstrate validity this new control method, we designed a dynamics-based simulator environment. And the control performance to the target pitch value was verified through simulation and underwater experiments.

다족형 생체모방 수중 로봇(CALEB10)의 각 자유도를 분리한 자세 제어 (Posture Control through Decomposed Control for Multi-Legged Biomimetic Underwater Robot (CALEB10))

  • 이한솔;이지홍
    • 로봇학회논문지
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    • 제13권1호
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    • pp.63-71
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    • 2018
  • This paper describes a study on posture control of the multi-legged biomimetic underwater robot (CALEB10). Because the underwater environment has a feature that all degrees of freedom are coupled to each other, we designed the posture control algorithm by separating each degree of freedom. Not only should the research on posture control of underwater robots be a precedent study for position control, but it is also necessary to compensate disturbance in each direction. In the research on the yaw directional posture control, we made the drag force generated by the stroke of the left leg and the right leg occur asymmetrically, in order that a rotational moment is generated along the yaw direction. In the composite swimming controller in which the controllers in each direction are combined, we designed the algorithm to determine the control weights in each direction according to the error angle along the yaw direction. The performance of the proposed posture control method is verified by a dynamical simulator and underwater experiments.

손모양 인식기반의 경로교사와 장애물 인식이 가능한 자율보행 다족로봇 시스템 (Multi-legged robot system enabled to decide route and recognize obstacle based on hand posture recognition)

  • 김민성;정우원;권배근;강동중
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제14권8호
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    • pp.1925-1936
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    • 2010
  • 영상카메라와 무선통신 기능을 탑재한 손모양 및 장애물 인식이 가능한 다족 로봇을 독자적으로 설계 및 제작하고 제작한 로봇에 최적화된 보행패턴 알고리즘을 개발하여 적용하였다. 영상센서의 입력화상에 대해 하프변환 (Hough Transform)을 사용하여 물체의 외곽선을 추출하여 장애물을 인식하여 회피하는 실시간 자율보행이 가능한 알고리즘을 개발하였다. 로봇의 목표물 및 목적지 설정을 위하여 미리 학습시킨 피부색의 평균값과 입력영상의 확률거리(Mahalanobis Distance)를 산출하여 손 영역을 검출하고 손가락 개수에 따라 로봇의 명령 제어가 가능하도록 하였다. 장애물 및 손모양 인식에 따른 다족 자율 보행 로봇의 수행 실험 평균 결과 약 96%의 장애물 인식률과 94%의 손 모양 인식률을 보였다.