• 제어로봇시스템학회논문지
• /
• 제13권4호
• /
• pp.320-328
• /
• 2007

This paper presents a stiffness modeling of a low-DOF parallel robot, which takes into account of elastic deformations of joints and links, A low-DOF parallel robot is defined as a spatial parallel robot which has less than six degrees of freedom. Differently from serial chains in a full 6-DOF parallel robot, some of those in a low-DOF parallel robot may be subject to constraint forces as well as actuation forces. The reaction forces due to actuations and constraints in each serial chain can be determined by making use of the theory of reciprocal screws. It is shown that the stiffness of an F-DOF parallel robot can be modeled such that the moving platform is supported by 6 springs related to the reciprocal screws of actuations (F) and constraints (6-F). A general $6{\times}6$ stiffness matrix is derived, which is the sum of the stiffness matrices of actuations and constraints, The compliance of each spring can be precisely determined by modeling the compliance of joints and links in a serial chain as follows; a link is modeled as an Euler beam and the compliance matrix of rotational or prismatic joint is modeled as a $6{\times}6$ diagonal matrix, where one diagonal element about the rotation axis or along the sliding direction is infinite. By summing joint and link compliance matrices with respect to a reference frame and applying unit reciprocal screw to the resulting compliance matrix of a serial chain, the compliance of a spring is determined by the resulting infinitesimal displacement. In order to illustrate this methodology, the stiffness of a Tricept parallel robot has been analyzed. Finally, a numerical example of the optimal design to maximize stiffness in a specified box-shape workspace is presented.

• 한국생산제조학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.164-172
• /
• 2014

This paper presents a method for analyzing the stiffness of full and low DOF (degree of freedom) planar parallel manipulators with serially connected legs. The individual stiffness of each leg is obtained by applying reciprocal screws to the leg twist using passive joints and elastic elements consisting of actuators and links. Because the legs are connected in parallel, the manipulator stiffness is determined by summing the individual leg stiffness values. This method does not require the assumption that springs should be located along reciprocal screws and is applicable to a planar parallel manipulator with a generic or singular configuration. The stiffness values of three planar parallel manipulators with different DOFs are analyzed. The numerical results are confirmed using ADAMS S/W.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2004년도 추계학술대회
• /
• pp.573-578
• /
• 2004

This paper presents a methodology for the stiffness analysis of a low-DOF parallel manipulator. A low-DOF parallel manipulator is a spatial parallel manipulator which has less than six degrees of freedom. The reciprocal screws of actuations and constraints in each leg can be determined by making use of the theory of reciprocal screws, which provide information about reaction forces due to actuations and constraints. When pure force is applied to a leg, the leg stiffness is modeled as a linear spring along the line. For pure couple, it is modeled as a rotational spring about the axis. It is shown that the stiffness model of an F-DOF parallel manipulator consists of F springs related to actuations and 6-F springs related to constraints connected from the moving platform to the base in parallel. The $6{\times}6$ Cartesian stiffness matrix is obtained, which is the sum of the Cartesian stiffness matrices of actuations and constraints. Finally, a 3-UPU parallel manipulator is used as an example to demonstrate the methodology.

• 대한기계학회논문집A
• /
• 제29권5호
• /
• pp.680-688
• /
• 2005

This paper presents a methodology for the stiffness analysis of a low-DOF parallel manipulator. A low-DOF parallel manipulator is a spatial parallel manipulator which has less than six degrees of freedom. The reciprocal screws of actuations and constraints in each leg can be determined by making use of the theory of reciprocal screws, which provide information about reaction forces due to actuations and constraints. When pure farce is applied to a leg, the leg stiffness is modeled as a linear spring along the line. For pure couple, it is modeled as a rotational spring about the axis. It is shown that the stiffness model of an it_DOF parallel nipulator consists of F springs related to actuations and 6-F springs related to constraints connected from the moving platform to the base in parallel. The 6x f Cartesian stiffness matrix is derived, which is the sum of the Cartesian stiffness matrices of actuations and constraints. Finally, the 3-UPU, 3-PRRR, and Tricept parallel manipulators are used as examples to demonstrate the methodology.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
• /
• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
• /
• pp.631-637
• /
• 2005

This paper presents a stiffness analysis method for a low-DOF parallel manipulator, which takes into account of elastic deformations of joints and links. A low-DOF parallel manipulator is defined as a spatial parallel manipulator which has less than six degrees of freedom. Differently from the case of a 6-DOF parallel manipulator, the serial chains in a low-DOF parallel manipulator are subject to constraint forces as well as actuation forces. The reaction forces due to actuations and constraints in each limb can be determined by making use of the theory of reciprocal screws. It is shown that the stiffness model of an F-DOF parallel manipulator consists of F springs related to the reciprocal screws of actuations and 6-F springs related to the reciprocal screws of constraints, which connect the moving platform to the fixed base in parallel. The $6{times}6$ stiffness matrix is derived, which is the sum of the stiffness matrices of actuations and constraints. The six spring constants can be precisely determined by modeling the compliance of joints and links in a serial chain as follows; the link can be considered as an Euler beam and the stiffness matrix of rotational or prismatic joint can be modeled as a $6{times}6$ diagonal matrix, where one diagonal element about the rotation axis or along the sliding direction is zero. By summing the elastic deformations in joints and links, the compliance matrix of a serial chain is obtained. Finally, applying the reciprocal screws to the compliance matrix of a serial chain, the compliance values of springs can be determined. As an example of explaining the procedure, the stiffness of the Tricept parallel manipulator has been analyzed.

• 대한치과보철학회지
• /
• 제47권4호
• /
• pp.365-375
• /
• 2009

연구목적: 임플란트 보철물의 유지형태 중 나사 및 시멘트 혼합 유지형의 경우 나사 풀림력 등에 영향을 주는 임플란트 구성 성분의 응력에 관한 연구가 부족하였다. 임플란트 상부 보철물의 유지형태, 즉, 시멘트 유지와 나사 유지, 그리고 이 두 가지 유지형태가 서로 연결된 혼합형의 임플란트 보철물의 응력분산의 특징들을 3차원 유한요소분석법을 이용하여 비교하고자 하였다. 연구재료 및 방법: 하악골에서 제1소구치 부위와 제1대구치 부위에 2개의 임플란트 (SS II, Osstem Co. Ltd., Seoul, Korea)를 식립한 가상의 3본 계속가공의치를 모델화하였다. 지대주 종류와 그 위치에 따라, 4가지 모형 군으로 나누어 실험하였다. 모형 1은제1대구치와 제1소구치 각각의 고정체에 모두 동일한 시멘트 유지형 지대주인 Comocta abutment (Osstem Co. Ltd) 를 장착하여 3본 계속가공의치를 합착시킨 경우이고, 모형 2는 제1대구치와 제1소구치 각각의 고정체에 모두 나사 유지형 지대주인 Octa abutment (Osstem Co. Ltd) 를 장착하여 3본 계속가공의치를 나사로 고정시킨 경우이며, 모형 3은 제1대구치의 고정체에는 시멘트 유지형 지대주인 Comocta abutment를 장착하고, 제1소구치에는 나사 유지형 지대주인 Octa abutment를 장착한 후 3본 계속가공의치를 각각 시멘트 합착 및 나사로 고정시킨 경우이다. 그리고 모형 4는 모형 3에서 각각 제1대구치 및 제1소구치의 지대주를 맞바꾼 후 3본 계속가공의치를 나사 및 시멘트로 고정시킨 경우로 나누었다. 평균저작압인 하중을 대구치 565 N과 소구치 288 N의 힘으로 설정하고 수직방향으로 중심와와 협측 교두정에, 그리고 $30^{\circ}$ 경사 하중을 협측 교두정 부위에 준 다음 골, 고정체, 지대주, 그리고 지대주 나사 등에 나타나는 von-Mises stress 양상을 평가하였다. 결과: 네 가지 모형 중 나사 유지형 지대주인 Octa abutment를 제1대구치와 제1소구치 부위에 사용한 모형 2가 전반적으로 가장 낮은 안정적인 응력 분포를 보였다. 네 가지 모형 모두 피질골 및 고정체에 미치는 응력 크기 및 분포는 거의 유사하며, 치조골에 작용하는 응력은 하중의 종류와 상관없이 주로 피질골에 집중되었다. 지대주, 지대주 나사, 그리고 보철물 나사 등에 미치는 응력 크기나 분포는 모형에 관계없이 나사 유지형인 경우가 시멘트 유지형인 경우에 비해 낮은 안정적인 값을 보였다. 제1대구치와 제1소구치의 상부 구조물의 차이에 의한 교호작용 (reciprocal action)은 상대적으로 약하였다. 모든 부위에서 중앙 수 직하중, 교두정 수직하중, 그리고 교두정 경사하중의 순으로 응력값이 증가하였다. 결론: 본 유한 요소실험의 한계내에서 나사 및 시멘트 혼합 유지형의 임플란트 보철물은 시멘트 유지형만 사용하는 경우와 비교하여 주위에 더 큰 응력을 나타내지는 않았다. 이상적인 passive fit의 가정하에서 나사 유지형의 임플란트 보철물이 본체와 주위에 가장 작은 응력을 나타내었다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제63권1호
• /
• pp.12-20
• /
• 1984

본(本) 연구(硏究)는 국산낙엽송재(國産落葉松材)를 이용(利用)한 압체온도(壓締温度)와 시간(時間)에 따른 파티클보오드의 특성(特性)들을 조사(調査)하였다. 결론(結論)을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1) 길이와 두께의 비율(比率)이 1:1~35인 비교적(比較的) 불리(不利)한 조건하(條件下)의 chip임에도 불구하고 chip의 표면(表面)이 비교적(比較的) 매끈하게 접착제(接着劑)의 도포(塗布)가 고르게 되고, 공시재(供試材)의 좋은 접착특성(接着特性)이 물리적(物理的) 성질(性質)에 좋은 영향(影響)을 주었다. 2) MOR, MOE, SHA에서 압체시간(壓締時間)이 10분(分)일 때 더욱 좋은 기계적(機械的) 특성(特性)을 보여주고 있다. 3) MOR, IBS, SHA에서 압체시간(壓締時間)이 20분(分)인 경우에 온도(温度)에 따른 그 유의성(有意性)이 인정(認定)되지 않았다. 이는 공시재(供試材)의 노화작용(老化作用)과 수지(樹脂)의 연화작용(軟化作用)이 상호작용(相互作用)하여 일어나는 현상(現狀)으로 보인다. 4) 박리저항(剝離抵抗)에서 압체시간(壓締時間)이 10분(分)일 때 온도(温度)에 따른 내부저항(內部低抗) 값이 증가(增加)되고 있는 것은 중층(中層)에 수지(樹脂)의 적정(適定) 경화온도(硬化温度)가 형성(形成)되는 시간(時間) 때문이다. 5) 흡수(吸水) 팽창(膨脹)에서 압체온도(壓締温度)와 압체시간(壓締時間)에 큰 영향(影響)을 주는데, 이는 열처리(熱處理) 효과(效果)에 따른 공시재(供試材)의 흡수성(吸水性), 이방성(異方性), 불균일성(不均一性) 등(等)이 감소(減)少되어 치수 안전성(安定性)을 유지(維持)시키는데 큰 역할(役割)을 하기 때문이다. 따라서 압체시간(壓締時間)과 압체온도(壓締温度)가 증가(增加)할수록 보다 좋은 치수 안전성(安定性)을 보여 준다.