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진상록,Ji Hoon Kim,Jangho Bae,TaeWon Seo,김종원 대한기계학회 2016 JOURNAL OF MECHANICAL SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.30 No.9
Underwater manipulators are very important for a robot to perform a specific operation in water. Conventional robot arm manipulators have been suggested for various operations but have not been suitable for repeated motion in gathering something. This paper presents a new underwater manipulator design for gathering things such as starfish on the sea floor. The manipulator is composed of a four-bar linkage to achieve repeated motion along a loop and compliant linkages to enhance the efficiency of the gathering work. Kinematic and quasi-static analyses were performed to calculate the loop path and the reaction force at the actuation point. Based on the analysis, optimal design was performed to maximize the working distance with the height difference and the reaction moments considered as constraints. A prototype was assembled to test the performance of the manipulator, and the empirical loop path was compared to simulation results.
와이어로 구동하는 적층형 다관절 구조를 지닌 수술 로봇의 구동 속도를 고려한 기구학적 제어기의 게인 최적화
진상록,한석영 한국로봇학회 2020 로봇학회 논문지 Vol.15 No.3
This paper deals with a strategy of gain optimization for the kinematic control algorithm of a wire-driven surgical robot. The proposed controller consists of the closed-loop inverse kinematics with the back-calculation method. The closed-loop inverse kinematics has 18 PID control gains, and the back-calculation method has 6 gains. An efficient strategy is designed to optimize 18 values first and then the remaining 6 values. The optimal gain sets are searched under the step input with performance indices. In this gain optimization, the objective function is defined as the minimum value of signal-to-noise ratio of the performance indices for 6 DoF (Degree-of-Freedom) motion that is based on the Taguchi method, and the constraints are applied to obtain stable responses for each motion evenly. The gain sets obtained are verified by simulations using the test trajectories. In comparative results, the optimal gain value based on the performance index combined with ISE (integral of square error) and settling time showed the best control performance.
진상록(S. Jin),이경준(K. Lee),주민욱(M. Joo) Korean Society for Precision Engineering 2021 한국정밀공학회 학술발표대회 논문집 Vol.2021 No.5월
본 연구는 RF 가열을 이용하여 악성 골 종양을 사멸하는 장치를 개발하기 위해 가열 특성을 실험적 방법으로 도출하는 과정을 보인다. 사지 구제술(Limb Salvage Operation)에서 악성 근골격 종양에 대한 광범위 절제 후 수반되는 골 결손을 재건하는 위해 삽입하는 골격 대치물(Skeletal Substitute) 중 재활용 자가골(Recycled Autograft)이 있으며, 재활용 자가골 이식법은 종양을 포함한 뼈를 다양한 기법을 통해 재처리하여 종양을 박멸하고 다시 골 결손부에 삽입하는 방법이다. 기존의 방법들은 처리 과정이 수술 영역(Operation Field) 밖에서 이루어져 세균 오염의 가능성이 있으며, 장골의 간부에서 불유합이 발생하거나, 장기적 내구성에 문제를 보이기도 한다. 본 연구에서는 유전체를 고주파의 전기장 내부에 두고, 그 구성분자의 진동에 의한 분자내 마찰열에 의해 물체를 발열시키는 가열법인 고주파 유전 가열(RF Dielectric Heating)을 이용하여 골격을 일반적인 세포 사멸 조건인 65℃ 이상 온도에서 30분이상 가열하고자 한다. 사용 주파수는 27.12 MHz으로 2.45 GHz의 극초단파를 활용하는 방식보다 고르게 가열이 가능하고 전극 외부로 에너지가 누설되는 양이 적으며 골 내부에서부터 열을 발생시켜 종양 세포를 박멸할 수 있다는 장점이 있다. 전기장이 형성되어 있어 일반 금속 온도계를 사용할 수 없으므로 광섬유 온도 센서(Fiber Optic Temperature Sensor)를 검체에 다수 삽입하여 온도 분포 및 시간에 따른 변화를 직접적으로 측정한다. 가열기의 출력을 50 W 간격으로 조절하며 골격의 형상, 위치, 밀도 등에 따른 온도 변화 및 분포를 관찰하고 온도제어를 위해가열 모델을 실험적으로 도출한다.