착유로봇 매니퓰레이터와 구동제어장치 설계

국문 초록 (Abstract)

착유로봇 시스템은 움직이는 젖소의 유두 위치를 정확하게 검출해야 하고, 로봇 매니퓰레이터는 검출된 유두 위치값을 추적하여 착유컵이 유두에 장착하도록 제어되어야 한다. 제안된 착유로봇 매니퓰레이터는 위치검출 레이저 센서를 이용하여 유두를 스캐닝하고 임베디드 구동제어장치를 통하여 독립된 3축 브러쉬리스 서보 구동제어 메커니즘에 의하여 구현된다. 이 로봇매니퓰레이터는 유두 위치검출용 레이저센서, 4개의 착유컵, 3축 x, y, z축의 매니퓰레이터, g축 방향 이송기능을 가진 유두인식장치와 착유컵 구동장치, 임베디드 구동제어장치와 자동 밀크 제어라인으로 구성된다. 제안된 로봇시스템은 구동시스템 전체가 전기구동방식으로 설계되어 있기 때문에 구조가 간단하고, 저가로 제작이 가능하며, 구동시에 소음이 적기 때문에 젖소의 심적 안정성을 줄 수 있는 장점을 가지고 있다. 설계된 로봇은 축산과학원 농장에서 젖소를 대상으로 실험을 실시하였으며, 실험결과에 의하여 설계사양의 성능조건이 만족됨을 확인하였다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The milking robot system is very important to detect correctly the teats position in the moving condition of cow. Also, the robot manipulator must control tracking the teat cup to the detected teat position. The presented milking robot is designed using the one point laser sensor for teat position detection. The teats of cow are detected by the laser scanning unit and the manipulator has the function of 3 axes moving control unit. The presented teat detection method and the electrical driving manipulator have the advantages of a simple, low cost and very quiet. The designed manipulator is realized by the totally electrical motor and servo poison control algorithm with velocity PID compensation. The presented robot is realized using the teat detection unit, 4 teat cups, 3 axes robot arm, 6 servo motors and automatic milking control line. The designed robot is experimented in the cow farm and is satisfied with the designed performance specification for milking robot manipulator.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 착유로봇 설계
• Ⅲ. 실험
• Ⅳ. 결론
• REFERENCES

참고문헌 (Reference)

1 조원철, "신경회로망 기반 비선형 다변수 자기동조 PID 제어기의 설계" 대한전자공학회 44 (44): 1-10, 2007

2 김웅, "로봇 착유시스템을 위한 착유컵 착탈모듈 개발" 한국농업기계학회 30 (30): 114-120, 2005

3 D. Butler, "The impact of technological change in diary farming : Robotic milking systems and changing role of the stockperson" 173 : 1-6, 2012

4 K. J Shin, "Milking automatic robot and milking automatic method"

5 I. Boldea, "Electric drives" CRC press 1999

6 K. J. Shin, "Development of milking robot system" Ministry of Agriculture and Forestry, suncheon first college 2007

7 Y. U. Kim, "Dairy" Rural development agency 2003

8 Y. Dote, "Brushless Servo motors Fundamentals and application" Oxford 1990

9 D. J. Reinemann, "Assessment of robotic milking in wisconsin" 2001