Journal of the Korean Institute of Telematics and Electronics
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v.25
no.12
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pp.1601-1609
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1988
In the control of the robotic manipulators, the variable structure control method for the set point Regualation has an advantage of the insensitivity about parameter variations and disturbances. When the robotic manipulatores are controlled by a point-to-point scheme, no path constraint is considered. Thus, the variable structure control method will be effectively applied only if the trajectory of the robot hand is estimated precisely. In this paper, the joint trajectories in the joint space and the hand trajectory in the cartesian space are calculated by the variable structure control method, and an algorithm is suggested to elaborate the deviation error of the robot hand from a straight line path. The result of this study will become a base of the effective path planning about robotic manipulators with the variable structure control concept.
An algorithm for the notion planning of the robotic hand is proposed to generate finite displacements and changes in orientation of objects by considering sliding effects between the fingertips and the object at contact points. Specifically, an optimization problem is firstly solved to find minimum contact forces and minimum joint velocities to impart a desired motion to the object at each time step. Then the instantaneous relative velocity at the contact point is found by determining velocities of the fingertip and the velocity of the object at the contact point. Finally time derivatives of the surface variables and contact angle of the fingertip and the object at the present time step is computed using the Montana's contact equation to find the contact parameters of the fingertip and the object at the next time step. To show the validity of the proposed algorithm, a numerical example is illustrated by employing the robotic hand manipulating a sphere with three fingers each of which has four joints.
This paper presents an under-actuated robotic hand inspired by the ligamentous structure of the human hand for a prosthetic application. The joint mechanisms are based on the concept of a tensegrity structure formed by elastic strings. These rigid bodies and elastic strings in the mechanism emulate the phalanx bones and primary ligaments found in human finger joints. As a result, the proposed hand inherently possesses compliant characteristics, ensuring robust adaptability during grasping and when interacting with physical environments. For the practical implementation of the tensegrity-based joint mechanism, we detail the installation of the strings and the routing of the driving tendon, which are related to extension and flexion, respectively. Additionally, we have designed the palm structure of the proposed hand to facilitate opposition and tripod grips between the fingers and thumb, taking into account the transverse arch of the human palm. In conclusion, we tested a prototype of the proposed hand to evaluate its motion and grasping capabilities.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.29
no.2
s.233
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pp.188-200
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2005
Control of a multi-fingered robotic hand is usually based on the theoretical analysis for kinematics and dynamics of fingers and of object. However, the implementation of such analyses to robotic hands is difficult because of errors and uncertainties in the real situations. This article presents the control method for estimating the kinematic constraint of an unknown object by active sensing. The experimental system has a two-fingered robotic hand suspended vertically for manipulation in the vertical plane. The fingers with three degrees-of-freedom are driven by wires directly connected to voice-coil motors without reduction gears. The fingers are equipped with three-axis force sensors and with dynamic tactile sensors that detect slippage between the fingertip surfaces and the object. In order to make an accurate estimation for the kinematic constraint of the unknown object, i.e. the constraint direction and the constraint center, four kinds of the active sensing and feedback control algorithm were developed: two position-based algorithms and two force-based algorithms. Furthermore, the compound and effective algorithm was also developed by combining two algorithms. Force sensors are mainly used to adapt errors and uncertainties encountered during the constraint estimation. Several experimental results involving the motion of lifting a finger off an unknown object are presented.
In, Hyunki;Jeong, Useok;Kang, Brian Byunghyun;Lee, Haemin;Koo, Inwook;Cho, Kyu-Jin
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.21
no.6
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pp.531-537
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2015
Hand function is one of the essential functions required to perform the activities of daily living, and wearable robots that assist or recover hand functions have been consistently developed. Previously, wearable robots commonly employed conventional robotic technology such as linkage which consists of rigid links and pin joints. Recently, as the interest in soft robotics has increased, many attempts to develop a wearable robot with a soft structure have been made and are in progress in order to reduce size and weight. This paper presents the concept of a soft wearable robot composed of a soft structure by comparing it with conventional wearable robots. After that, currently developed soft wearable robots and related issues are introduced.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers
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v.40
no.8
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pp.825-835
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1991
This paper deals with a case for robotic hands to grasp the objects using inner link contact as well as fingertip contact. And the case is proved to be more efficient than the case of using only fingertip contact in terms of stability and uniform distribution of the contact forces. The general algorithm for the determination of the optimal ocntact force is developed for the soft finger contact as well as the point contact with friction. To show the validity of the proposed algorithm a numerical example is illustated by employing a robotic hand with three fingers each of which has four joints.
Since the beginning of the 21st century, the emergence of innovative technologies made further advances in minimal access surgery possible. Robotic surgery and telepresence surgery effectively addressed the limitations of laparoscopic procedures, thus revolutionizing minimal access surgery. Surgical robots provide surgeons with to technologically advanced vision and hand skills. As a result, such systems are expected to revolutionize the field of surgery. In that time, much progress has been made in integrating robotic technologies with surgical instrumentation. However, robotic surgery will not only require special training, but it will also change the existing surgical training pattern and reshape the learning curve by offering new solutions, such as robotic surgical simulators and robotic telementoring. This article provides an introduction to medical robotic technologies, develops a possible classification, reviews the evolution of a surgical robot, and discusses future prospects for innovation. In the future, surgical robots should be smaller, less expensive, easier to operate, and should seamlessly integrate emerging technologies from a number of different fields. We believe that, in the near future as robotic technology continues to develop, almost all kinds of endoscopic surgery will be performed by this technology.
Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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v.49
no.9
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pp.307-313
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2012
This paper proposes a hand-eye laser range finder (LRF) based welding plane recognition method for autonomous robotic welding. The robot welding is the process of joining a metal piece and the welding plane along the welding path predefined by the shape of the metal piece. Thus, for successful robotic welding, the position and direction of the welding plane should be exactly detected. If the detected position and direction of the plane is not accurate, the autonomous robotic welding should fail. For precise recognition of the welding plane, a line on the plane is detected by the LRF. For obtaining the line on the plane, the Hough transform is applied to the obtained data from the LRF. Since the Hough transform is based on the voting method, the sensor noise can be reduced. Two lines on the plane are obtained before and after rotation of the robot joint, and then the direction of the plane is calculated by the cross product of two direction vectors of two lines. For verifying the feasibility of the proposed method, the simulation with the robot simulator, RoboticsLab developed by Simlab Co. Ltd., is carried out.
The versatility of a human hand is what the researchers eager to mimic. As one of the attempt, the redundant degree of freedom in the human hand is considered. However, in the force domain the redundant joint causes a control issue. To solve this problem, the force control method for a redundant robotic hand which is similar to the human is proposed. First, the redundancy of the human hand is analyzed. Then, to resolve the redundancy in force domain, the artificial minimum energy point is specified and the restoring force is used to control the configuration of the finger other than the force in a null space. Finally, the method is verified experimentally with a commercial robot hand, called Allegro Hand with a force/torque sensor.
Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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v.29
no.1
s.232
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pp.1-13
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2005
Kinematics of grasping and manipulation by a multi-fingered robotic hand where multi-fingertip surfaces are in contact with an object is solved. The surface of the object was represented by B-spline surfaces in order to model the objects of various shapes. The fingers were modeled by cylindrical links and a half ellipsoid fingertip. Geometric equations of contact locations have been solved for all possible contact combinations between the fingertip surface and the object. The simulation system calculated joint displacements and contact locations for a given trajectory of the object. Since there are no closed form solutions for contact or intersection between these surfaces, kinematics of grasping was solved by recursive numerical calculation. The initial estimate of the contact point was obtained by approximating the B-spline surface to a polyhedron. As for the simulation of manipulation, exact contact locations were updated by solving the contact equations according to the given contact states such as pure rolling, twist-rolling or slide-twist-rolling. Several simulation examples of grasping and manipulation are presented.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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