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여유 자유도 병렬형 로봇의 분석 및 설계
Analaysis and design of redundant parallel manipulators

김성복    (한국외국어대학교 제어계측공학과  );
  • 초록

    This paper presents the analysis of the kinematics and dynamics of redundant parallel manipulators, and provides design guides for advanced parallel mainpulators with high performance. Three types of redundancies are considered which include the redundancies in serial chain, joint actuation, and parallelism. First, the kinematic and dynamic models of a redundant parallel manipulator are obtained in both joint and Cartesian spaces, and the kinematic and dynamic manipulabilities are defined for the performance evaluation. The effects of the three types of redundancies on the kinematic and dynamic performance of a parallel manipulator are then analyzed and compared, providing a set of guides for the design of advanced parallel manipulators. Finally, the simulation results using planer parallel manipulators are given.


  • 주제어

    parallel manipulator .   redudancy in serial chain/joint actuation/parallelism .   kinematic/dynamic model .   kinematic/dynamic manipulability .   design guide.  

  • 참고문헌 (9)

    1. A Stewart platform-based manipulator: general theory and practical consideration , E. F. Fichter , Int. Journal Robotics and Research / v.5,pp.157-182,
    2. Kinematics and control of redundantly actuated closed chains , J. F. Gardner;V. Kumar;J. H. Ho , Proc. IEEE Int. Conf. Robotcis and Automation / v.,pp.418-424,
    3. Dynamics computation of closed-link robot mechanisms with nonredundant and redundant actuators , Y. Nakamura;M. Ghodoussi , IEEE Trans. Robotics and Automation / v.5,pp.294-302,
    4. Kinematic feature analysis of parallel manipulator systems , S. Lee;S. Kim , Proc. IEEE Int. Conf. Robotics and Automation / v.,pp.77-82,
    5. Robot Manipulability , K. L. Doty;C. Melchiorri;E. M. Schwartz;C. Bonivento , IEEE Trans. Robotics and Automation / v.11,pp.462-468,
    6. Dynamic modeling of closed-chain robotic manipulators and implications for trajectory control , J. J. Murray;G. H. Lovell , IEEE Trans. Robotics and Automation / v.5,pp.522-528,
    7. Dynamic modeling of redundant parallel manipulators , S. Kim;Y. Kay , Proc. 35th Conf. Decision and Control / v.,pp.2468-2473,
    8. Analysis and control of robot manipulator with redundancy , T. Yoshikawa , Proc. 1st Int. Symp. Robotics Research / v.,pp.735-748,
    9. A unified approach for motion and force control of robot manipulator: the operational space formulation , O. Khatib , IEEE Journal Robotics and Automation / v.3,pp.43-53,
  • 이 논문을 인용한 문헌 (1)

    1. Kim, Sung-Bok 2000. "Optimal Redundant Actuation of Parallel Manipulators with High Operational Stiffness" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering, 6(2): 181~189     

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    1. 2000 "고강성 병렬형 로봇의 최적 여유 구동" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 6 (2): 181~189    
    2. 2006 "가변 조향링크 옵셋을 갖는 캐스터 바퀴 이동로봇의 등방성 분석" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 12 (12): 1235~1240    
    3. 2006 "3개의 광 마우스를 이용한 강건한 광학식 거리주행계" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 12 (9): 861~867    
    4. 2007 "정다각형 배열의 광 마우스를 이용한 이동 로봇의 최소 자승 속도 추정" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 13 (10): 978~982    
    5. 2008 "Robust Velocity Estimation of an Omnidirectional Mobile Robot Using a Polygonal Array of Optical Mice" International Journal of Control, Automation and Systems 6 (5): 713~721    
    6. 2008 "수동 RFID 기반 이동로봇 위치 추정 및 효율적 노면 태그 배치" 제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems 14 (12): 1294~1301    
    7. 2010 "Optimally Overlapped Ultrasonic Sensor Ring Design for Minimal Positional Uncertainty in Obstacle Detection" International Journal of Control, Automation and Systems 8 (6): 1280~1287    
    8. 2010 "중첩 초음파 센서 링의 설계 및 장애물 탐지에의 응용" 信號處理·시스템學會 論文誌 = Journal of the institute of signal processing and systems 11 (1): 63~73    
    9. 2011 "중첩 초음파 센서 링의 성능 평가, 최적 설계 및 복합 장애물 탐지" 信號處理·시스템學會 論文誌 = Journal of the institute of signal processing and systems 12 (4): 341~347    
    10. 2012 "중첩 초음파 센서 링의 장애물 탐지 성능 지표 비교 분석" 제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems 18 (4): 321~327    

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