• 한국정밀공학회지
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• 제30권11호
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• pp.1161-1169
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• 2013

In this paper an omni-directional mobile robot is suggested for educational robot platform. Comparing to other robots, a mobile robot can be easily designed and manufactured due to its simple geometric structure. Moreover, since it is required to have low DOF motion on planar space, fabrication of control system is also simple. In this research, omni-directional wheels were adopted to remove the non-holonomic characteristic of conventional wheels and facilitate control system design. Firstly, geometric structure of a Mecanum wheel which is a most frequently used omni-directional wheel was demonstrated. Then, the organization of the mobile platform was suggested in aspects of mechanism manufacturing and electronic hardware design. Finally, a methodology of control system development was introduced for educational purpose. Due to an intuitive motion generating ability, simple hardware composition, and convenient control algorithm applicability, the omni-directional mobile robot suggested in this research is expected to be a promising educational platform.

• International Journal of Control, Automation, and Systems
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• 제6권1호
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• pp.86-100
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• 2008

Most of the previously employed dynamic modeling approaches, including Natural Orthogonal Complement Algorithm, have limitations on their application to the mobile robot, specifically at singular configurations. Also, in their dynamic modeling of mobile robots, wheel dynamics is usually ignored assuming that its dynamic effect is negligibly small. As a remedy for this, a singularity-free operational space dynamic modeling approach based on Lagrange's form of the D' Alembert principle is proposed, and the singularity-free characteristic of the proposed dynamic modeling is discussed in the process of analytical derivation of the proposed dynamic model. Then an accurate dynamic model taking into account the wheel dynamics of the omni-directional mobile robot is derived, and through simulation it is manifested that the effect of the wheel dynamics on the whole dynamic model of the mobile robot may not be negligible, but rather in some cases it is significantly large, possibly affecting the operational performances of dynamic model-based control algorithms. Lastly, the importance of its accurate dynamic model is further illustrated through impulse analysis and its simulation for the mobile robot.

• 한국전자파학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.401-407
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• 2006

본 논문에서는 2.4/5 GHz 이중 대역의 무선 LAN(Local Area Network) 액세스 포인트용으로 크기가 작고 가벼운 이중 공진 안테나를 제안한다. 무선 LAN용 안테나는 전방향성의 방사 패턴 특성을 보여야 한다. 먼저, 제안된 이중 공진 안테나는 전방향성의 방사 패턴을 얻기 위하여 중심에 직교 역삼각형 소자와 네 개의 공진 소자를 사방으로 위치시켰다. 또한, 중심에 직교 역삼각형 소자를 사용한 구조에서 제작이 용이하고 크기가 작은 안테나를 구성하기 위하여 중심 소자를 판형으로 변경하였다. 제안된 이중 공진 관형 안테나의 측정 결과 사용 주파수 대역에서 -12.8 dB 이하의 특성을 보였다. 이득 측정 결과 2.44 GHz에서 3.17 dBi, 5.77 GHz에서 5.38 dBi의 최대 이득을 나타내었으며 전방향성의 방사 패턴 특성을 보였다. 구현된 안테나는 무선 LAN의 액세스 포인트에 적용 가능한 성능을 나타내었다.

• Transactions on Control, Automation and Systems Engineering
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• 제4권2호
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• pp.147-155
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• 2002

In this paper, the regular rotational gaits of the quadruped crawling robot are studied. It is assumed that the proposed regular rotational gaits starts from one of six support patterns in a translational gaits and end up with one of six support patterns in a translational gaits. Noting that six support patterns in a regular translational gait belong to two different groups with respect to regular rotational gait, the static stability margin and the maximum rotational displacement during one rotational stride period for the two representative support patterns are investigated. It is expected that the proposed regular rotational gaits will enhance the omni-directional characteristics of the quadruped crawling robot.

• 한국음향학회지
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• 제16권3호
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• pp.73-80
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• 1997

본 연구에서는 유한 요소법을 이용하여 작동 주파수 대역이 10kHz까지 이고, 무지향성 감도 특성을 갖는 광음향 변환맨드랠(mandrel)형 하이드로폰의 최적 구조를 설계하고자 하였다. 최적화 변수들은 유연성 구조물인 맨드랠의 형상과 청음기의 각부분 물성들이다. 맨드랠의 반경보다 길이 혹은 몰딩(molding) 두께가 증가할수록 광-음향 수중 청음기의 감도는 증가하였고, 맨드랠과 몰딩의 탄성 계수 및 포아손 비가 낮을수록 감도가 향상되는 경향을 보여주었다. 그리고 맨드랠 재료의 길이가 감소할수록 혹은 탄성율이 증가할수록 사용 주파수 영역이 증가하고, 하이드로폰의 길이가 짧을수록 감도의 무지향 특성이 향상 되었다. 이상의 결과를 이용하여 감도가 $30 {\times} 10_{-7}$ Rad./Pa에 이르고, 작동 주파수 영역이 10 kHz까지이며 5 kHz 주파수에서 무지향성을 갖는 유연성 구조물인 맨드랠형 광음향 하이드로론을 설계하였다.

• 한국전자파학회논문지
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• 제21권12호
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• pp.1343-1351
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• 2010

본 논문에서는 metamaterial CRLH(Composite Right- and Left-Handed) 구조 기반의 새로운 패치 안테나를 설계 제작하여 측정하였다. 일반 마이크로스트립 패치 구조의 기본 공진 모드인 반파장 공진이나 반파장 공진의 양의 정수배와 달리 제안된 안테나는 구조 전체에 전계가 같은 위상을 갖게 한다. 본 논문에서 제안하는 안테나는 요구되는, $\lambda/4$ 모노폴 안테나의 전형적인 특성인 전방향 패턴을 갖는 동시에 low-profile의 장점을 가진다. 제안된 안테나의 전산 모의 실험에는 Ansoft사의 FEM(Finite Element Method) 방식의 HFSS(High Frequency Structure Simulator)를 사용하였다. 제안된 안테나는 두께 1.6 mm, 유전율 4.4의 FR-4 기판을 사용하여 제작하였다. 구현된 안테나는 S-DMB(Satellite-Digital Multimedia Broadcasting) 서비스에서 사용되는 2.63~2.655 GHz에서 VSWR(Voltage Standarding Wave Ratio)$\leq$2임을 만족하며, 측정된 최대 이득과 효율은 각각 2.65 dBi와 81.14 %이다.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제18권5호
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• pp.487-495
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• 2012

In this paper, a Smart Home Service Robot, McBot II, which performs mess-cleanup function etc. in house, is designed much more optimally than other service robots. It is newly developed in much more practical system than McBot I which we had developed two years ago. One characteristic attribute of mobile platforms equipped with a set of dependent wheels is their omni- directionality and the ability to realize complex translational and rotational trajectories for agile navigation in door. An accurate coordination of steering angle and spinning rate of each wheel is necessary for a consistent motion. This paper develops trajectory controller of 3-wheels omni-directional mobile robot using fuzzy azimuth estimator. A specialized anthropomorphic robot manipulator which can be attached to the housemaid robot McBot II, is developed in this paper. This built-in type manipulator consists of both arms with 4 DOF (Degree of Freedom) each and both hands with 3 DOF each. The robotic arm is optimally designed to satisfy both the minimum mechanical size and the maximum workspace. Minimum mass and length are required for the built-in cooperated-arms system. But that makes the workspace so small. This paper proposes optimal design method to overcome the problem by using neck joint to move the arms horizontally forward/backward and waist joint to move them vertically up/down. The robotic hand, which has two fingers and a thumb, is also optimally designed in task-based concept. Finally, the good performance of the developed McBot II is confirmed through live tests of the mess-cleanup task.

• 한국전자파학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.1416-1426
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• 2008

본 논문에서는 이동통신 중계용 방향성 다이폴 안테나의 소형화 방안과 다중대역 특성을 가지게 하는 구조를 제안한다. 무지향성의 다이폴 안테나에 평면 반사판을 적용하면 넓은 빔폭의 전면 방향성을 가지게 된다. 방향성 다이폴의 소형화를 위해 반사판의 크기를 줄였고, 이때 생기는 후면 방사 문제를 해결하기 위해 수직 스터브를 제안하였다. 또한, 수직 스터브에 다이폴 방향으로 수평 스터브를 연결하면 다이폴의 유효 전류 길이가 증가하게 되어 안테나를 더욱 소형화할 수가 있다. 현재의 이동통신 서비스 시장의 추세에 따라 안테나를 다중/광대역화하기 위해 서로 다른 주파수에서 동작하는 다이폴 안테나를 전자기 결합하여 다중/광대역 특성을 가지게 설계 하였다.

• 대한전자공학회:학술대회논문집
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• 대한전자공학회 2004년도 하계종합학술대회 논문집(1)
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• pp.193-196
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• 2004

This paper have a whole azimuth Omni-directional radiation pattern and will become the good radiation efficiency for applies in the steeve antenna and form which is the appearance. We contain by whole course of actual implement model to antenna design. And we will confirm the efficiency the analysis of the antenna to design and through a simulated experiment according to the implementation Ideal characteristic of the antenna to be used between 3.1 and 10.6 GHz of UWB.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 1996년도 추계학술대회 논문집
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• pp.815-819
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• 1996

In this work, regular rotational gaits of the quadruped crawling robot required to change its moving direction without affecting be its orientation and its static stability margin are studied. The regular rotational gaits provide the quadruped crawling robot with omnidirectional characteristics. However, the ideal foothold region for each of legs of the quadruped crawling robot is assumed for simplicity. Nonetheless, it is expected that the results of this paper will provide the insight for both design of legs of the crawling robot with omnidirectional characteristics as well as its operation of the crawling robot system with specified stability margin.