In this paper, the numerical inverse kinematics analysis is presented for a collaborative robot with an offset wrist. Robot manipulators with offset wrist are widely used in industrial applications, due to many advantages over those with wrist center and those with three parallel axes such as simple mechanical design, light weight, and so on. There may not exist a closed-form solution for a robot manipulator with offset wrist. A simple numerical method is applied to solve the inverse kinematics with offset wrist. Singularity is analyzed using Jacobian matrix and the numerical inverse kinematics algorithm is implemented on the real-time controller.
The purpose of this study was to investigate the characteristics between EMG timing of muscle contraction and motor impairment in chronic hemiplegic stroke patients. Delay time and co-contraction of 4 patients who had stroke less than 3 years were measured during isometric wrist flexion and extension along the 3 seconds beep signal. Onset and offset of muscle contraction were significantly delayed on the more affected sides than control sides. Offset was significantly delayed than the onset on the affected sides in wrist flexion. Also, recruitment of antagonist was larger than agonist on the affected sides. Co-contraction ratio on the affected side was significantly smaller than control sides in wrist flexion. In affected sides, Fugl-Meyer motor assessment(FMA) shows the correlation of onset delay in wrist flexion and extension. However, co-contraction ratio correlated with FMA in wrist flexion. EMG assessment is likely to be useful outcome measure and provide insights into mechanism for motor recovery in stroke patients.
The aim of this study was to evaluate the motor recovery in 4 chronic hemiparetic patients with Fugl-Meyer (FM) and EMG characteristics before and after the training program. The training was performed at 1hr/day, 5days/week during 6 weeks in 4 chronic stroke patients. Electromyographic activities of the affected hand were recorded during isometric wrist flexion/ extension movements. In all patients, FM was significantly improved after the 6-week training. Onset/offset delay of muscle contraction significantly decreased in the affected wrist after the training. The co-contraction ratio of flexor/extensor muscles decreased significantly. Also, onset/offset delay of muscle contraction and co-contraction ratio correlates significantly with upper limb motor impairment and motor recovery. This EMG technique allows an objective evaluation of changes in muscle activity in post-stroke patients, providing easily measurable, quantitative indices of muscle characteristics.
An algorithm is developed for solving the inverse kinematic problem of a 6-degree-of-freedom robot with a wrist offset for which the closed form inverse solutions are not obtainable, but knowledge of one joint variable allows closed form solutions of the remaining joint variables. The algorithm does not require Forward Kinematics nor Jacobian but uses the implicit kinematic relationships between joint variables and the given hand position. An iterative back substitution method is used to solve the inversion and the optimal conditions of the convergence are incoporated. An example is given to illustrate the concepts, the solution procedure and its convergency.
대한전자공학회 2004년도 ICEIC The International Conference on Electronics Informations and Communications
/
pp.263-268
/
2004
The inverse kinematics problem is to find a set of joint variable values that will place the end effector of a robot manipulator into a given pose. Pieper has shown that a sufficient condition for a manipulator to have a closed form solution is that three adjacent joint axes intersects, hence the six axes robot with spherical wrist allows closed form solution. But many industrial robots have a non-spherical wrist to provide a stronger wrist configuration so that they can handle heavy payloads. Also, the use of a non-spherical wrist can result in a cheap and simple wrist arrangement than when all three axes intersect at a common point. In these cases, closed form solutions cannot be found. Therefore numerical technique must be used to solve the inverse kinematics equations. This paper proposes a new algorithm that can be used for finding inverse kinematics solution of the six axes robot with non-spherical wrist. Computer simulations are provided to prove the usefulness of our method.
The purposes of this study were to investigate the median frequency (MDF) between initiation and termination of muscle contraction through surface electromyographic (sEMG) analysis and to propose the basis of clinical treatment for movement problems in early hemiparetic upper limbs. Thirteen patients who had stroke with onset less than 3 months prior to the study and seven control subjects participated in the study. The median frequency in initiation and termination of muscle contraction was recorded from wrist flexor and extensor muscles using the sEMG, with 3 second beeper signals, during maximal isometric wrist flexion and extension. Flexion and extension must be done as quickly and forcefully as possible. The results of the study were as follows: 1. The MDF of the onset and offset sections were significantly lower on the paretic than the nonparetic and control sides. 2. The MDF of the offset section significantly decreased on the paretic and nonparetic sides. Consequently, this study showed that the lowering of the MDF was due to the hemiparetic wrist motor impairment and muscle weakness. These results are also related to Fugl-Meyer motor assessment (FMA) scores in hemiparetic upper limbs. This study also suggests that since muscle weakness of early stroke patients affects the functional decrease of upper limbs, further studies must focus on the treatment to improve muscle agility and muscle fiber recruitment efficiency that can induce the functional recovery correlated to motor control.
We assessed whether the use of a symmetrical upper limb motion trainer in daily repetitive training for a 6-week period reduced spasticity and improved motor function in three chronic hemiparetic patients. Upper limb motor impairment and disability were measured by the Fugl-Meyer Assessment (FMA), Modified Ashworth Scale (MAS) and Manual Muscle Test (MMT), respectively. The electromyography (EMG) of the affected hand was recorded during isometric wrist flexion and extension. In all patients, FMA and MMT scores were significantly improved after the 6-week training. However, MAS scores of the affected wrist spasticity did not change considerably. Onset and Offset delays in muscle contraction significantly decreased in the affected wrist. The co-contraction ratio of flexor and extensor muscles significantly increased after the 6-week training. Onset and offset delays of the muscle contraction and co-contraction ratio correlated significantly with the patients' FMA. This study showed that repetitive, symmetric movement training can improve upper limb motor functions and abilities in chronic hemiparetic patients. Also, the EMG assessment of motor response is likely to provide insights into mechanisms and treatment strategies for motor recovery in chronic hemiparetic patients.
In this paper, the design result of robotic tools and the development of robot control system for chemical coupler assembly are presented. This research aims to eliminate the risk of chemicals exposed to human operators by developing the robotic tools and robot automation system for chemical tank lorry unloading that were done manually. Due to tight tolerance between couplers, even small pose error may result in very large internal force. In order to resolve the problem, the 6-axis compliance device is employed, which can provide not only enough compliance between couplers but also F/T sensing. The 6-axis compliance device having large force and moment capacity is designed. A simple linear gripper with rack-and-pinion is designed to grasp two sizes of couplers. The proposed robot automation system consists of 6-DOF collaborative robot with offset wrist, 6-axis compliance device with F/T sensing, linear gripper, and two robot visions.
Background: The restriction of wrist motion results in limited hand function, and the evaluation of the range of wrist motion is related to the evaluation of wrist function. To analyze and compare the wrist motion during four selected tasks, we developed a new desktop motion analysis system using the motion controller for a home video game console. Methods: Eighteen healthy, right-handed subjects performed 15 trials of selective tasks (dart throwing, hammering, circumduction, and winding thread on a reel) with both wrists. The signals of light-emitting diode markers attached to the hand and forearm were detected by the optic receptor in the motion controller. We compared the results between both wrists and between motions with similar motion paths. Results: The parameters (range of motion, offset, coupling, and orientations of the oblique plane) for wrist motion were not significantly different between both wrists, except for radioulnar deviation for hammering and the orientation for thread winding. In each wrist, the ranges for hammering were larger than those for dart throwing. The offsets and the orientations of the oblique plane were not significantly different between circumduction and thread winding. Conclusions: The results for the parameters of dart throwing, hammering, and circumduction of our motion analysis system using the motion controller were considerably similar to those of the previous studies with three-dimensional reconstruction with computed tomography, electrogoniometer, and motion capture system. Therefore, our system may be a cost-effective and simple method for wrist motion analysis.
This study is about the development of the wrist rehabilitation system for the patient who has limited capability of movement after stroke. Electromyography triggered training system (ETTS) can play the role between complete passive training and patient activating training system. Surface EMG was measured on pronator teres muscle and biceps brachii muscle for wrist pronation and supination. Our system detects whether the subject makes muscular effort for pronation or supination or nothing in every 50 ms. When the effort level exceeds the preset percentage of maximal voluntary contraction, the motor rotates according to the direction of the intention of the subject. EMG triggers the motor rotation for the wrist rehabilitation training until the preset angle. To evaluate its performance, the maximum voluntary contraction level was measured for 4 subjects at first. With the audio-visual instruction to rotate the wrist (pronation or supination) the subjects made effort to follow the instruction. After calculating root mean square (RMS) for 50 ms, the controller determines whether there was muscular effort to rotate while holding the motor. When there was an effort to rotate, the controller rotates the motor 0.8 degree. By comparing the RMS values from two channels of EMG, the controller determines the rotational direction. The onset delay is $0.76{\pm}0.24$ s and offset delay is $0.65{\pm}0.22$ s for pronation. For supination the onset delay is $1.24{\pm}0.41$ s and offset delay is $0.77{\pm}0.22$ s. The system responded fast enough to be used for rehabilitation training. The controller perceived the direction of rotation 100% correctly for the pronation and 97.5% correctly for supination. ETTS was developed and the fundamental functions were validated for normal subjects. The clinical validation should be done with patients for real world application. With ETTS, the subjects can train voluntarily over the limitation of the range of motion which increases the effectiveness of the rehabilitation training.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.