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김휘수(Hwi-Su Kim),박정준(Jung-Jun Park),송재복(Jae-Bok Song) 대한기계학회 2009 대한기계학회 춘추학술대회 Vol.2009 No.5
In recent years, collision safety between humans and robots has drawn much attention since cooperation between humans and robots is increasingly needed in various fields. Since both positioning accuracy and collision safety are important, an industrial manipulator should maintain very high stiffness for positioning accuracy in the normal situation, but exhibit very low stiffness when subjected to a collision force greater than the injury tolerance. In order to achieve these requirements of an industrial manipulator, a safety mechanism composed of a linear spring and a double-slider mechanism was proposed in the previous research. To satisfy the operational requirements of an industrial manipulator, the spring stiffness of this safety mechanism was designed by conducting various dynamic analyses. Several experiments on static collisions show high stiffness of the safety mechanism against an external torque less than the pre-determined threshold torque, but the absorption of collision force when the external torque exceeds this threshold torque, thereby guaranteeing positioning accuracy and collision safety.
허브형 구동모듈 기반의 가변접지 기능을 갖는 전방향 이동로봇
김효중(Hyo-Joong Kim),조창노(Chang-Nho Cho),김휘수(Hwi-Su Kim),송재복(Jae-Bok Song) 대한기계학회 2012 大韓機械學會論文集A Vol.36 No.3
최근에 들어 서비스 로봇의 효율성 향상을 위한 이동로봇에 대한 연구가 활발하다. 이동로봇은 서비스 로봇의 이동성을 향상시킴으로써, 다양한 공간에서 작업을 할 수 있도록 한다. 그러나 기존의 서비스 로봇은 높은 무게중심으로 인하여 작업 중 전복의 가능성이 높다. 또한, 이동로봇에 사용되는 바퀴는 작고 가벼우며, 환경에 따라 바퀴의 종류를 바꿔야 하므로 기존의 허브형 모터는 한계가 있다. 이를 해결하기 위하여 본 연구에서는 이동로봇에 적합한 허브형 구동모듈과 가변접지면 메커니즘을 개발하였으며, 전방향 이동로봇에 적용하였다. 이를 통해 이동성 및 안정성을 향상과 다양한 작업공간에서의 효율성 향상시켰다. 또한 다양한 시험을 통하여 제안한 메커니즘의 성능을 검증하였다. In recent years, an increased amount of research has been carried out on mobile robots to improve the performance of service robots. Mobile robots maximize the mobility of service robots, thus allowing them to work in different areas. However, conventional service robots have their center of mass placed high above the ground, which may cause them to fall when moving at high speed. Furthermore, hub-type actuators, which are often used for mobile robots, are large and expensive. In this study, we propose a mobile robot with a hub-type actuator unit and a variable footprint mechanism. The proposed variable footprint mechanism greatly improves the stability and mobility of the robot, allowing it to move freely in a narrow space and carry out various tasks. The performance of the proposed robot is verified experimentally.
토크 오차 감소를 위한 디스크형 커플링을 갖는 토크센서가 내장된 로봇 관절모듈
민재경(Jae-Kyung Min),김휘수(Hwi-Su Kim),송재복(Jae-Bok Song) 대한기계학회 2016 大韓機械學會論文集A Vol.40 No.2
기존에는 로봇 말단에 6축 힘/토크 센서를 부착하여 로봇의 힘제어 및 충돌감지를 수행하였지만, 이 방법은 매우 고가이고, 로봇의 몸체에서 발생한 충돌을 감지할 수 없었다. 이의 대안으로 각 관절에 관절 토크센서를 장착하였으나, 토크 측정 시에 발생하는 다양한 오차로 인하여 실제 적용에 한계가 있었다. 이러한 문제를 해결하고자 본 연구에서는 정확한 토크 측정을 위한 관절 토크센서 및 이를 포함하는 관절모듈을 개발하였다. 제안된 관절모듈은 로봇에 인가되는 모멘트 부하를 지지하고, 조립 시 발생하는 응력을 감소시키기 위하여 토크센서에 디스크형 커플링을 첨가하여 원하는 회전토크만을 효과적으로 측정할 수 있도록 하였다. 본 논문에서는 다양한 실험을 통하여 제안한 토크센서의 성능을 검증하였다. Force control and collision detection for a robot are usually conducted using a 6-axis force/torque sensor mounted at the end-effector. However, this scheme suffers from high-cost and the inability to detect collisions at the robot body. As an alternative, joint torque sensors embedded in each joint were used, which also suffered from various errors in torque measurement. To resolve this problem, a robot joint module with an improved joint torque sensor is proposed in this study. In the proposed torque sensor, a cross-roller bearing and disk-type coupling are added to prevent the moment load from adversely affecting the measurement of the joint torque under consideration. This joint design also aims to reduce the stress induced during the assembly process of the sensor. The performance of the proposed joint torque sensor was verified through various experiments.