• Journal of Biosystems Engineering
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• 제37권1호
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• pp.65-74
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• 2012

Purpose: An autonomous robot was developed for harvesting strawberries cultivated in bench-type systems. Methods: The harvest robot consisted of four main components: an autonomous vehicle, a manipulator with four degrees of freedom (DOF), an end effector with two DOFs, and a color computer vision system. Strawberry detection was performed based on 3D image and distance information obtained from a stereo CCD color camera and a laser device, respectively. Results: In this work, a Cartesian type manipulator system was designed, including an intermediate revolute axis and a double driven arm-based joint axis, so that it could generate collision-free motions during harvesting. A DC servomotor-driven end-effector, consisting of a gripper and a cutter, was designed for gripping and cutting the strawberry stem without damaging the strawberry itself. Real-time position tracking algorithms were developed to detect, recognize, trace, and approach strawberries under natural light conditions. Conclusion: The developed robot system could harvest a strawberry within 7 seconds without damage.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2004년도 추계학술대회 논문집
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• pp.299-303
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• 2004

In our pervious paper, a new parallel-type spherical 3-degree-of-freedom mechanism consisting of a two-degree-of-freedom parallel module and a serial RRR subchain was proposed[1]. In this paper, its improved version is suggested and implemented. Differently from the previous 3-dof spherical mechanism, gear chains are incorporated into the current version of the mechanism to drive the distal revolute joint of the serial subchain from the base of the mechanism and in fact, the modification significantly improves kinematic characteristics of the mechanism within its workspace. Firstly, after a brief description on its structure, the closed-form solutions of both the forward and the reverse position analysis are derived. Secondly, the first-order kinematic model of the mechanism for the inputs which are assumed to be located at the base is derived. Thirdly, through the simulations of the kinematic analysis via. kinematic isotropic index, it is confirmed that the mechanism has much more improved isotropic properties throughout the workspace of the mechanism than the previous mechanism in [1]. Lastly, the proposed mechanism is implemented to verify the results from this analysis.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권10호
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• pp.1261-1267
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• 2013

다물체 기계시스템에서 핀조인트나 병진조인트 같은 저자유도 조인트는 고자유도 조인트보다 훨씬 빈번하게 사용된다. 저자유도 조인트에 대한 기구학적 구속조건식을 효율적이고 체계적으로 공식화하기 위해, 본 논문은 구속조건식을 표현하는 새로운 접근방법으로 파라메트릭 일반좌표를 이용한다. 제안된 방법에서는 직교좌표와 파라메트릭 일반좌표를 혼합하여 조인트 구속조건을 생성하는데, 이는 구속조건에 대한 자코비안과 같은 구속조건 편미분행렬을 매우 간단하게 표현되도록 하므로써 공식의 복잡성과 계산시간을 단축시킨다. 제안된 방법은 암시적 적분기를 바탕으로 실린더-크랭크시스템에서 검증되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권5호
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• pp.455-463
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• 2012

본 연구에서는 부유식 해상 풍력 발전기의 로터 축과 타워 상단에 작용하는 동적 하중을 계산하였다. 부유식 해상 풍력 발전기는 부유식 플랫폼, 타워, 낫셀, 허브, 그리고 3개의 블레이드로 구성되어 있는 다물체계 시스템이다. 본 연구에서는 이들 모두를 각각 6 자유도를 갖는 강체로 가정하였다. 부유식 해상 풍력 발전기의 타워는 플랫폼에 고정되어 있고, 3개의 블레이드는 허브에 고정되어 있다. 낫셀은 타워의 상부에 회전 관절로 연결되어 있으며, 블레이드와 허브로 구성된 로터는 낫셀과 회전 관절로 연결되어 있다. 본 연구에서 부유식 풍력 발전기의 운동 방정식은 다물체계 동역학을 기반으로 한 운동방정식 구성 방법 중 하나인 recursive formulation을 이용하여 구성하였다. 외력으로는 부유식 플랫폼에 작용하는 비선형 유체 정역학 힘과 선형 유체 동역학적 힘 그리고 계류력을 고려하였고, 블레이드에 작용하는 풍력을 고려하였다. 이와 같이 구성한 운동 방정식을 해를 구하여 풍력 발전기를 구성하고 있는 각 요소들의 각 연결 부위에 작용하고 있는 구속력을 계산하였다. 그 결과, 동적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중은 정적 상태에서 풍력 발전기에 작용하는 하중보다 큰 것을 알 수 있으며, 따라서 부유식 풍력 발전기의 구조해석의 입력 값으로서 정적 하중보다 동적 하중을 고려하는 것이 더 엄격한 해석 기준이라고 할 수 있다.

• 전기학회논문지
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• 제61권12호
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• pp.1911-1919
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• 2012

In this paper, we focus on a robotic sealing process in which three robots are used. Each robot can be considered as a 7 axis redundant robot of which the first joint is prismatic and the last 6 joints are revolute. In the factory floor, robot path planning is not a simple problem and is not automated. They need experienced operators who can operate robots by teaching and playing back fashion. However, the robotic sealing process is well organized so the relative positions and orientations of the objects in the floor and robot paths are all pre-determined. Therefore by adopting robotic theory, we can optimally plan robot pathes without using teaching. In this paper, we analyze the sealing robot by using redundant manipulator theory and propose three different methods for path planning. For sealing paths outside of a car body, we propose two methods. The first one is resolving redundancy by using pseudo-inverse of Jacobian and the second one is by using weighted pseudo-inverse of Jacobian. The former is optimal in the sense of energy and the latter is optimal in the sense of manipulability. For sealing paths inside of a car body, we must consider collision avoidance so we propose a performance index for that purpose and a method for optimizing that performance index. We show by simulation that the proposed method can avoid collision with faithfully following the given end effector path.