• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2011년도 제42회 하계학술대회
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• pp.814-815
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• 2011

A surfaced permanent magnet spherical motor is capable of operating as three degree of freedom that used for the joints of the robot's arm, leg, and eyes. Ongoing research like new concept is essential part of motor field, it will make a great contribution in the future the overall portion of the motor, is becoming expected. The author analysis torque characteristics in spherical motor with state of rotating and positioning. And future design direction is smaller motors with equivalent or higher output. Solutions as torque and efficiency improvements are selecting the core with special processing type like powder metallurgy materials. Their special characteristic is high permeability and low eddy current losses at high speed, so improved the torque and efficiency.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.281-287
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• 2016

In this paper, we propose a novel compact surveillance throwing robot which has an omnidirectional shock absorption mechanism and an active control part of wheel treads to stabilize the dynamic posture of a miniature sphere type throwing robot. This throwing robot, which weighs 1.14kg and is 110mm in height, is designed in a spherical shape to be easily grabbed for throwing. Also, the omnidirectional shock absorbing aspect is designed using several leaf springs connected with inner and outer wheels. The wheel treads control part consists of a link mechanism. Through the field experiments, this robot is validated to withstand higher than 17Ns of omnidirectional impulse and increase the stabilized max speed three times from 11 rad/s to 33rad/s by increasing wheel treads.

• 전기학회논문지
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• 제61권1호
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• pp.57-63
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• 2012

A surfaced permanent magnet spherical motor is capable of operating as three degree of freedom that used for the joints of the robot's arm, leg, and eyes. Ongoing research like new concept is essential part of motor field, it will make a great contribution in the future the overall portion of the motor, is becoming expected. The author analysis torque characteristics in spherical motor with state of rotating and positioning. And future design direction is smaller motors with equivalent or higher output. Solutions as torque and efficiency improvements are selecting the core with special processing type like powder metallurgy materials. Their special characteristic is high permeability and low eddy current losses at high speed, so improved the torque and efficiency.

• 방송공학회논문지
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• 제25권4호
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• pp.537-544
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• 2020

본 논문에서는 FACS(Facial Action Coding System)에 기반을 둔 안드로이드 로봇 헤드의 개발을 통한 감정표현 방법을 제안한다. 안드로이드 로봇은 인간과 가까운 외모를 가진 로봇을 말하며, 인공 피부, 인공 근육을 가지고 있다. 감정 표현을 로봇으로 구현하기 위해서는 인공 근육의 개수와 배치를 정하여야 하는데 이를 위해 인간의 얼굴 움직임을 해부학적으로 분석하였다. FACS는 해부학을 기반으로 하여 표정을 만들 때의 얼굴의 움직임을 분석한 시스템이다. FACS에서는 표정은 AU(Action Unit)의 조합으로 만들어지며, 이 AU를 기반으로 로봇의 인공 근육의 수와 위치를 정하게 된다. 개발된 안드로이드 헤드는 30개의 인공 근육에 해당되는 모터와 와이어를 가지고 있으며, 표정 구현을 위한 인공 피부를 가지고 있다. 제한된 머리 공간에 많은 모터를 탑재하기 위해 spherical joint와 스프링을 이용하여 초소형 안구 모듈이 개발되었고, 와이어 경로의 효율적인 설계를 기반으로 30개의 모터가 배치되었다. 제작된 안드로이드 헤드는 30 자유도를 가지고 13개의 기본 감정 표현을 구현 가능하였고, 전시회에서 일반 관람객들을 대상으로 인식률을 평가 받았다.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권4호
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• pp.1387-1392
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• 2019

비구면 거울은 구형 거울보다 무게가 가볍고 성능이 우수하지만, 그 형상을 가공하고 가공 정밀도를 측정하는 것이 어렵다. 특히 위성에 사용되는 대형 조리개 비구면 미러는 높은 정밀도가 필요하고 처리하는 데 시간이 오래 걸린다. 기존의 연마 공정에는 갠트리 구조를 갖는 컴퓨터 수치 제어 공작기계가 사용되고 있으나, 자유도가 부족하여 복잡한 형상을 처리하기 어렵다는 단점이 있다. 이러한 문제를 극복하기 위해 다관절 산업용 로봇을 사용하는 연마 시스템을 개발하였다. 개발된 시스템은 공구 경로 생성 프로그램, 실시간 로봇 모니터링 및 제어 프로그램으로 구성되며, 시뮬레이션 소프트웨어와 실제 로봇 작동을 통해 개발된 시스템의 성능을 검증하였다.

• 로봇학회논문지
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• 제15권2호
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• pp.107-114
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• 2020

In robotic harvesting, a gripper to manipulate the fruits needs to be attached to the robot system. We proposed a flexible robot gripper that can actively respond to the shape of an object such as fruits in the previous work. However, we found that there is a possibility of not being reliably gripped when the object slides during contact with a finger. In this paper, the improved gripper design is proposed to fundamentally solve the problems of the previous gripper. The position of the finger and the maximum closed position are changed, and the design improvement is performed to increase the grip stability by changing the installation angle of the link portion of the finger. Based on the improved design, a modified gripper is fabricated by 3-D printing, and then gripping experiments are performed on spherical object and fruit model object. It is shown that the gripper can stably grip the objects without excessive bending of the finger link of the gripper. The contact pressure between the finger and the surface of the object is measured, and it is verified that it is a sufficiently small pressure that does not cause damage to the fruit. Therefore, the proposed gripper is expected to be successfully applied in harvesting.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.1145-1151
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• 2013

Kinematic modeling is a prerequisite for motion planning and the control of mobile robots. In this paper, we proposed a new method of kinematic modeling for a type of mobile robot based on differential motion transformation. The differential motion implies a small translation and rotation in three-dimensional space in a small time interval. Thus, transformation of the differential motion gives the velocity relationship, i.e., Jacobian between two coordinate frames. Since the theory of the differential motion transformation is well-developed, it is useful for the systematic velocity kinematic modeling of mobile robots. In order to show the validity for application of the differential motion transformation, we obtained velocity kinematic models for a type of exemplar mobile robot including spherical ballbots.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2015년도 제46회 하계학술대회
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• pp.67-68
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• 2015

This paper describes humanoid eye drive system. The eye drive system has been developed by using more than two motors for operating 2 degree-of-freedom. It needs to accomplish purpose for operating the robot eye like movement of the human eye. However it makes problems that it increases energy consumption and requires relatively large space of operating system. Thus it needs technology to minimize and have high efficiency. This paper introduces the adequacy of perviously eye drive system. And it shows research value of the spherical motor system.

• 한국정밀공학회지
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• 제30권2호
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• pp.185-193
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• 2013

The construction automation provides safer and more productive working environment of construction site. We developed the automation system of bolting operation for high-rise building in the previous research. However, this system has a weak point that the operation has to be processed in the air with the operator in the cabin. This weakness leads operators to considerably dangerous environment. Therefore, we proposed the tele-operation system in order to supplement this weak point. Furthermore, it leads more effective operation by application of more intuitive controller; spherical coordinate based Master Arm than the joystick in the Mobile Bolting Robot system. These proposed system and controller were evaluated based on Fitts' law paradigm, which is a general estimation method of speed accuracy of task. Through the experimental results, new developed tele-operation system is compared with the actual operation and it discloses distinctions between two systems. As a result, it is found that new developed teleoperation system can be possible to replace the operation in the cabin.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2017년도 춘계학술대회
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• pp.463-466
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• 2017

본 논문의 내용은 기존의 차륜식 로봇과는 차별화된 전-방향 구동이 가능한 모듈 개발을 통하여, 기존 모듈의 이동로봇이 가지는 단점인 측면주행성능 저하, 단순 작업주행 경로, 회전-직진 반복 주행으로 인한 불필요한 주행소요시간의 증대 등의 단점을 극복할 수 있을 것이다. 볼-벨런싱 로봇을 구동하기 위한 전-방향 구형휠 구동모듈은 3개의 로터캐스터를 이용한 로봇의 전-방향으로 구동하기 위한 동력전달 메커니즘과 주행을 위한 알고리즘 개발이 요구된다. 3DoF(축) 전-방향 이동 알고리즘이 내장된 드라이버가 모듈에 내장되고, 주행 방향 및 속도를 위한 3DoF(축)의 구동 모터 모듈이 장착된다. 이동 메커니즘으로는 각 구동바퀴의 회전 벡터 합에 따른다. 두 개 또는 세 개의 구동바퀴의 회전과 벡터 합에 따른 다양한 이동방향을 만들어 낼 수 있다. 각 구동바퀴의 회전 벡터장의 여하에 따라 다른 방향으로도 이동이 가능하다. 전-방향 이동을 위한 보다 혁신적인 전-방향 구형휠 구동모듈이 개발되면, 이동로봇의 구동부에 사용되어 로봇의 성능을 기술적으로 좀 더 향상시킬 수 있으며, 구동모듈이 적용된 전-방향로봇 플랫폼을 통하여 기존 차륜식 로봇의 경우 각종 환경에 대한 저항성으로 인해 연속 직진 성능이 저하되는 단점을 극복할 수 있어서 미주, 유럽과 같은 환경에서 적용될 수 있는 청소로봇, 이동로봇뿐만 아니라 전-방향 주행 기능이 요구되는 안내로봇, 탑승형 로봇, 이동수단 등에 필수적인 기술이 될 것이고 지능형서비스로봇 시장과 미래형 자동차시장의 확대에 기여할 수 있을 것이다.