• 한국정밀공학회지
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• 제19권7호
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• pp.43-50
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• 2002

This paper presents the new gait implementation of a biped robot with smooth walking using 3-dimensional continuous trunk motion and kick action of ankle joints. Trajectory generation ova trunk is performed not on a unit gait but on a whole walking interval. In applying kick action such as heel-touch or toe-off, varying coordinate system was employed for the simplification of the kinematic analysis. Desired ZMP (zero moment point) is also changed to implement the efficient kick action. As a result, balancing motion of the proposed gait was much more decreased than that of conventional one. Moreover, robot\\`s walking behavior is very smooth, natural and similar to the pace of a human. The walking experiment system is composed of eight AC servo motors and a DSP controller. The walking simulation and the experimental results are shown using the proposed new walking algorithm.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2005년도 ICCAS
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• pp.2132-2137
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• 2005

This paper is concerned with computer simulations of a biped robot walking in dynamic gaits. To this end, a three-dimensional robot is considered possessing a torso and two identical legs of a kinematically ingenious design. Specific walking patterns are off-line generated meeting stability based on the ZMP condition. Subsequently, to verify whether the robot can walk as planned, a multi-body dynamics CAE code has been applied to the corresponding joint motions determined by inverse kinematics. In this manner, complex mass effects could be accurately evaluated for the robot model. As a result, key parameters to successful gaits are identified including inherent characteristics as well. Also, joint actuator capacities are found required to carry out those gaits.

• 대한기계학회논문집A
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• 제30권6호
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• pp.643-652
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• 2006

This paper is concerned with computer simulations of a biped robot walking in static and dynamic gaits. To this end, a three-dimensional robot is considered possessing a torso and two identical legs of a typical design. For such limbs, a set of inverse kinematic solutions is analytically derived between the torso and the feet. Specific walking patterns are off-line generated meeting stability based on the VPCG or ZMP condition. Subsequently, to verify whether the robot can walk as planned in the presence of mass and ground effects, a multi-body dynamics CAE code has been applied to the resulting joint motions determined by inverse kinematics. As a result, the key parameters to successful gaits could be identified including inherent characteristics as well. Upon comparisons between the two types of gaits, dynamic gaits are concluded more desirable for larger humaniods.

• 한국정밀공학회지
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• 제29권3호
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• pp.346-353
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• 2012

The purpose of this study is to verify the energy efficiency of the integrated system combining human and a lower extremity exoskeleton robot when it is applied to the proposed gait pattern. Energy efficient gait pattern of the lower limb was proposed through leg function distribution during stance phase and the dynamic-manipulability ellipsoid (DME). To verify the feasibility and effect of the redefined gait trajectory, simulations and experiments were conducted under the conditions of walking on level ground and ascending and descending from a staircase. Experiments to calculate the metabolic cost of the human body with or without the assistance of the exoskeleton were conducted. The energy consumption of the lower extremity exoskeleton was assessed, with the aim of improving the efficiency of the integrated system.

• International journal of advanced smart convergence
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• 제4권2호
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• pp.163-169
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• 2015

This study proposes a sports simulation device with various harmonics generation. The proposed system is composed of 6 degrees of freedom simulator devices and three types of sports simulation such as walking, snowboard, and jet-ski. In this research, every joint movement is designed with a crank-and-slider mechanism, which is efficient for generating continuous curvature smoothly. Contrary to the conventional spatial simulator with linear actuators, harmonics generation and its spatial combinations become the crucial issue in this research. The harmonic pattern in each joint is modelled for generating smooth curvatures that are also superposed for achieving overall motions. In addition, the targeted motions of sports simulations have different physical factors of periodic gait motion, frictionless surface, and buoyant effects, which are respectively designed by integrating three dimensional graphics information.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.443-448
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• 2006

본 논문에서는 이족 로봇 보행 중 전력 소비가 적고 안정한 저전력 보행 궤적 생성 방법을 재안하고, 생성된 보행 궤적의 구현을 위해 25 자유도를 갖는 이족 로봇을 설계 제작하였다. 본 논문에서 제안된 방법에서는 발목 사용 보행의 장점을 이용하고 보행 중 무릎을 크게 굽히는 동작을 줄이기 위해 기존 보행 방법과는 달리 우선 가장 안정한 VPCG 궤적을 생성 하고 생성된 궤적에 따른 발목과 골반의 보행 궤적을 생성한다. 이와 같이 함으로써 이족 로봇이 보행 중 항상 무릎을 굽히지 않으므로 전체 보행 중 전력 소비를 최소화 한다. 한편 제작된 이족 로봇은 발목 사용 시 지면과 잘 접지되는 발 구조와 골반을 유연하게 동작 할 수 있는 특징을 가진다. 마지막으로 이족 로봇의 실제 보행 실험 및 소비 전력 측정 결과, 본 논문에서 제안된 방법이 발목을 사용하지 않는 기존 방법에 비해 더 안정하고 전력 소비가 더 적음을 확인할 수 있었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.100-108
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• 2008

본 논문에서는 이족로봇의 자연스러운 보행 패턴을 생성하기 위해 인간의 보행 회전력(torque)을 주파수 영역에서 분석하고 분석된 데이터를 이용하여 적응적으로 이족로봇의 보행패턴을 생성하는 기법을 제안한다. 인간의 보행 회전력은 시간영역에서 복잡한 형태를 가지므로 DCT(Discrete Cosine Transform)를 이용하여 주파수영역으로 변환시켜 분석한다. 주파수 영역에서 얻어진 보행 회전력의 특징을 이용하여 이족로봇의 sagittal plane에서의 보행패턴을 생성한다. 또한 이족로봇의 안정적이 보행 패턴을 생성하기 위하여 동적 평형 상태임을 판단할 수 있는 Zero Moment Point(ZMP)해석을 통해 frontal plane상의 보행패턴을 생성하여 3차원 공간상의 안정적이고 인간과 같이 자연스러운 보행 패턴을 생성했다.

• 한국의류산업학회지
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• 제17권6호
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• pp.881-894
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• 2015

The silver generation have clothing style of optimal daily life comparing than young generation because they do not participate a specific sport event but daily- life exercise. As the human body ages, the figure of the silver generation shows different body shape because upper body changes to curved figure including the belly and waist part. Therefore, clothing characteristics for the silver generation should be considered with proper function, design and textiles to optimize body movement. This study investigated various exercise types according to motion analysis of the silver generation in order to develop the design of the active T-shirts reflecting the structural properties and providing the optimum exercise circumstance. The results to consider design needs are as followed; As the T-shirts design for the flexible exercise which required frequent movement of upper body such as bending and waist twisting during body stretching, a stretch fabric applied to the waist part considering T-shirts allowance and length to make extreme elongation and support for well-fitting appearance of the T-shirts. As the T-shirts design for the instantaneous reactionary exercise, high elastic four-way stretch fabric is applied to the part of arm hole to optimize skeletal and muscle movement for entire body and arm work. As the T-shirts design for the endurance exercise such as climbing, cycling, and walking, the shoulder line of the back part has cutting line allowance to make optimum movement of the upper body but no change of the waist part.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2006년도 제37회 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1937-1938
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• 2006

최근 들어 안정적인 보행 패턴 생성을 위해서 많은 방법들이 제안 되고 있다. 대부분의 논문에서 주기적인 보행에 대한 연구는 이루어지고 있으나 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에 대한 분석은 이루어지지 않고 있다. 본 논문은 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에 대한 분석을 통해 기존의 역 진자 모델(Inverted pendulum model)을 기반으로 부드러운 무게 중심의 궤적을 생성하는 해석적 방법을 제안한다. 이를 위해 먼저 정현파 함수를 이용해 영 모멘트 위치(ZMP, Zero Moment Point) 궤적을 설계한다. 영 모멘트 위치 궤적 설계 시 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에 대해 영 모멘트 위치와 무게 중심 간의 비 최소 위상(non-minimum phase) 시스템의 특성을 이용한다. 제안된 방법을 이용하여 주기적인 보행 구간 및 첫 보행 구간과 마지막 보행 구간에서 부드러운 무게 중심 궤적이 생성됨을 시뮬레이션을 통해 구현하여 제안된 방법의 유효성을 보인다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2007년도 심포지엄 논문집 정보 및 제어부문
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• pp.325-326
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• 2007

인간형 로봇(Humanoid)은 인간과 유사한 구조를 갖고 있는 로봇으로, 이족 보행이 가능하고 양 손이 자유롭기 때문에 인간 생활 환경에 적용이 가능하다. 인간형 로봇은 이족 보행 로봇의 형태를 지니며 보통 20 자유도(DOF : Degree of freedom) 이상의 높은 자유도와 직렬형 링크 구조로 인해 로봇의 안정도를 해석하고 움직임을 제어하기가 어렵다. 이러한 이유로 이족 보행 로봇 동작의 안정도를 증가시키기 위해 로봇의 최적화된 동작 패턴 생성과 자세 제어 등이 연구 되고 있다. 본 논문에서는 범용 근사자의 특징을 갖는 신경망을 이용하여 이족 보행 로봇의 동작 패턴 생성 방법에 대하여 제안하였다. 실제로 계획된 동작을 토대로 6가지의 동작 패턴을 생성하였으며 컴퓨터 모의실험과 상용 이족 보행 로봇을 이용하여 생성된 동작 패턴의 안정도를 확인해보고 제안된 방법에 타당성을 검증하였다.