• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제22권11호
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• pp.960-966
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• 2016

This paper proposes a new concept of a soft and wearable upper-limb exoskeleton. A novel actuation principle, called the twisted string actuation principle, is implemented to make it lightweight, soft, and therefore easily wearable. Its power transmission mechanism and harness are designed to be soft and wearable, yet have enough control accuracy for rehabilitation. In addition to force transmission optimization, a speed enlargement mechanism is newly introduced in order to increase the contraction speed of the twisted string actuation mechanism by sacrificing the unnecessarily large gear reduction ratio of the twisted string mechanism. A prototype has been tested for mirroring therapy, and the feasibility of the proposed mechanism has been shown through a sufficiently accurate tracking performance.

• 산업기술연구
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• 제19권
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• pp.321-329
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• 1999

An automated manufacturing process mechanism for string musical instruments has been designed in this study. In contrast to other manufacturing products, classical string instruments try to preserve their traditional design shapes even in these days and involve variety of wood working(carpentry) characteristics including highly skilled curved surfaces treatments. Great efforts have been put to develop an integrated and automated system for improved product quality and process control, reduced physical labors, better safety etc. They, however, have been limited to devise jigs and tools with regard to selected processes due to lack of technology and research man-powers. We carefully examined the products and process characteristics, and an automated mechanism which overcome prevailing drawbacks has been derived.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권3호
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• pp.196-201
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• 2016

본 논문에서는 인간의 팔꿈치 관절의 기능을 활성화하기 위한 강성 기반 재활 메커니즘의 특성을 분석하 고자 한다.여기서,팔굼치 관절의 재활을 위한 도구는 탄성 줄을 사용하고, 사용된 줄은 선형 스프링으로 모델링하여 강성값으로 나타낸다. 이러한 메커니즘을 이용한 팔꿈치 관절 재활 훈련을 효과적으로 하기 위해서는 줄의 강성값에 따라 팔꿈치 관절에 가용할 수 있는 토오크 특성을 분석할 필요가 있다. 이러한 관점에서 다양한 시뮬레이션을 통하여 탄성 줄의 강성값 설정에 따른 팔꿈치 관절의 토오크 패턴 및 범위를 사전에 정의된 팔꿈치 관절의 운동 경로에 대하여 확인한다. 결과적으로, 이러한 강성 기반 재활 메커니즘이 팔꿈치 관절의 효과적인 재활을 수행하는데 유용하게 활용될 수 있음을 보인다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제30권4호
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• pp.289-296
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• 2017

본 논문에서는 곤충 모방 날갯짓 초소형 비행체에 적용될 끈을 이용한 날갯짓 구동 장치의 구동 원리와 그 최적화 과정이 소개된다. 이 날갯짓 구동 장치는 끈을 이용하여 구조의 경량화와 관성력 감소로 인한 에너지 효율 상승을 목적으로 설계되었다. 먼저 장력만 전달할 수 있는 끈의 특성을 고려하여 운동학적인 수식이 정립되었으며, 이를 통해 구동 장치의 거동 특성을 파악할 수 있었다. 이 수식들은 수정된 패턴 검색 최적화 과정에 포함되어 메커니즘의 운동학적 최적화를 가능하게 만들었다. 최적화된 형상으로 제작된 시제품은 설계의 구동 원리에 맞게 운동하였으며, 그 날갯짓 폭은 목표한 날갯짓 폭을 만족시켰다. 수치적 시뮬레이션과 실험 결과는 잘 일치하여 제시된 구동 장치가 실제로 활용될 수 있음을 보였다.

• 로봇학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.244-253
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• 2024

This paper presents a novel stem-cutting device using a twisted string actuation system combined with the cinch bag-typed gripper proposed in previous research. The suggested cutting device was developed to cut the stem of a tomato using two motors. The relationship between contact time and motor angle was mathematically induced, and the contacting time was verified through the experiments. The contact time has decreased as the offset of each pair of strings at the disk increases. The contact time and its deviation were reduced by increasing the radius of the twisted string bundle, and the motor torque to exert an equivalent cutting force was surged at the same time. The proposed cutting mechanism with 16 strands of twisted string bundle and 40 mm of offset can cut the given tomato stems and stalks, exerting up to 132.4 N of cutting force in 4.6 to 6.5seconds.

• 한국정밀공학회:학술대회논문집
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• 한국정밀공학회 2006년도 추계학술대회 논문집
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• pp.9-10
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• 2006

• 로봇학회논문지
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• 제14권3호
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• pp.221-227
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• 2019

This paper studies an effect of vibration on twisted string actuation inside conduit at high curvature angles. In our previous work. we have mentioned that twisted string actuators can be used to transmit power even at significant curvature angles of the conduit. However, several undesirable effects, namely pull-back, hysteresis, and chattering, were present during actuation due to friction between strings and the internal sheath of the conduit. This paper reports the results of experimental study on effects of vibration on twisted string actuation inside curved conduits. We have demonstrated that applying vibration generated near natural frequency of the system during the stages of twisting and untwisting cycles helped reduce pull-back and hysteresis and increase string contraction. In case when sheath was deflected by $180^{\circ}$ under a constant load of 3 kg, we were able to achieve over 40% decrease in pull-back and 30% decrease in hysteresis, compared with no vibration case.

• 제어로봇시스템학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.524-530
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• 2015

Early wearable robotic devices were big, powerful and manipulator-like. Recently, various applications of wearable robotics have shown a greater demand for lower weight and compliancy. One approach to achieve these objectives is the use of novel actuators such as twisted string actuators. These actuator are very light, quiet, mechanically simple and compliant. Therefore, they can drastically decrease the weight and size of robotic systems such as exoskeletons. However, one drawback of this actuator is its nonlinear transmission ratio, which is established as a ratio between the angle of twisting of the strings and their resulting contraction. In this paper, we propose a transmission mechanism with rotational motion as the output incorporating a twisted string actuator (TSA). The designed mechanism allows the linearization of the relationships between the input and output displacements and forces of a TSA. The proposed design has been validated theoretically and through a set of computer simulations. A detailed analysis of the performance of the proposed mechanism is presented in this paper along with a design guideline.

• 한국공간구조학회논문집
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• 제6권3호
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• pp.111-121
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• 2006

들림형 보구조는 휨재와 뜬지주, 스트링으로 조합되는 구조로서, 스트링에 PS력을 도입하여 휨재의 응력과 변형을 조절함으로써 구조능력을 높이는 구조시스템이다. 기존의 연구결과와 실사례를 조사하여 들림형 보구조의 특성과 구조계획시 구성방식을 파악하였다. 그 결과, 연력도형의 보의 형상 및 높낮이 그리고 스트링의 sag설정, 평면배열, 뜬지주의 수와 구성이 설계인자로서 고려될 수 있음을 파악하였고, 실사례와 구조적 거동의 연구고찰을 통해 그 설계인자의 세부 구성방식을 나타내었다. 또한 들림형 보구조는 큰 부가하중이 작용할 때의 구조부담을 줄이기 위하여 부가하중에 대해 별도의 저항 메카니즘을 고안함으로써 구조효율을 높일 수 있는 방식이 고려될 수 있음을 보였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제36권7호
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• pp.745-750
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• 2012

이 논문에서는 강체 메커니즘의 위상 최적설계를 위해 제안된 구속조건 힘 설계 기법(constraint force design method)을 확장하여 로프-링크(string-link)를 고려한 위상 최적설계기법을 제안한다. 기존의 메커니즘 설계이론을 이용하여 메커니즘을 구성하는 강체 링크의 길이와 조인트의 위치를 최적설계하는 것은 가능하다. 하지만 강체 메커니즘의 최적 위상을 설계하는 것은 어렵다는 것으로 알려져 있다. 강체 메커니즘의 최적 위상을 설계할 수 있는 기법인 구속조건 힘 설계 기법이 본 연구자들에 의해 제안되었다. 구속조건 힘 설계 기법은 이진수 설계 변수를 이용하여 강체 링크의 위상 최적설계를 가능하게 한다. 이번 연구에서는 강체 링크뿐만 아니라 로프-링크로 구성된 메커니즘을 위상 최적설계하기 위한 발전된 해석기법과 설계 기법을 제안한다.