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한국마린엔지니어링학회지 = Journal of the Korean Society of Marine Engineering v.34 no.2, 2010년, pp.318 - 324  
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고가반 하중 이송가능한 경량 로봇 매니퓰레이터의 구조해석 연구
Structure Analysis of the Light Robot Manipulator Capable of Handling Heavy Payloads

최형식    (한국해양대학교 기계공학과   ); 조종래    (한국해양대학교 기계공학과   ); 허재관    (한국해양대학교 기계공학과 대학원   ); 전지광    (한국해양대학교 기계공학과 대학원  );
  • 초록

    본 논문에서는 새로운 구조의 6축 다관절 로봇 매니퓰레이터의 경량화와 토크성능을 높이기 위하여 어깨관절부위에 중력보상기를 설계하고 적용하였다. 또한, 매니퓰레이터의 기구학 및 역기구학 해석을 하였다. 자체 중량 30Kg의 경량이면서도 25Kg 고가반하중 인 우수한 성능을 구비할 수 있도록 매니퓰레이터의 링크 구조에 대한 FEM 해석을 수행하였다. FEM 해석을 통하여 로봇 매니퓰레이터의 굽힘이나 파단에 대한 안정성을 확인하였다.


    In this paper, the structure of the gravity compensator has been designed and applied to a light structure of a new 6-axis robot manipulator to enhance its torque performance. Also, analyses on the kinematics and inverse-kinematics of the manipulator have been performed. An FEM analysis has been performed on the structure of robot links to have an excellent performance of delivering 25 kg payload despite of 30kg weight, which is very light compared with other manipulators. Through the FEM analysis, the stability on the vending or fracture of the links of the robot manipulator has been verified.


  • 주제어

    로봇 매니퓰레이터 .   구조 해석 .   경량로봇 .   고가반하중 (高加飯荷重).  

  • 참고문헌 (11)

    1. Spong, M. W. and Vidyasagar, M., Robot Dynamics and Control, John Wiiley & Sons, 1989. 
    2. Richard, P. Paul., Robot Manipulator: Mathematic, Programming, And Control, MIT Press, Cambridge, MA, 1982. 
    3. Craig, J. J., Introduction to Robotics: Mechanic & Control, Addison-Wesley, Reading, MA, 1985. 
    4. Tsai, L., Robot Analysis : The Mechanics of Serial and Parallel Manipulators, John Wiley & Sons, 1999. 
    5. Minsky, M., Manipulator design vignettets, Research report 267, MIT AI LAB, 1972. 
    6. Hunt, K. H., Kinematic Geometry of mechanism, Clarendon Press, Oxford, 1978. 
    7. Mohamed, M. G. and Duffy, J., "A direct determination of instantaneous kinematics of fully parallel robotic manipulators", ASME J. Mech. Trans. Autom. Des., vol. 107, pp. 226-229, 1985. 
    8. Ulrich, N., Kumar, V., "Passive mechanical gravity compensation for robot manipulators", Robotics and Automation Proceedings of IEEE International Conference, pp. 1536-1541 vol.2, 1991. 
    9. Fattah, A. and Agrawal, S.K. "Gravity- balancing of classes of industrial robots", pp. 2872-2877, 2006. 
    10. Na. W.H, A study on the Optimum Design of Biped Walking Robot applied to a Gravity Compensator, Master thesis, Korea maritime University, 2009. 
    11. Stewart, D., "A platform with Six Degree of Freedom", Proc. Instn. Mech. Engrs, london, vol.180, no.15, pp.371-386, 1965. 

 저자의 다른 논문

  • 최형식 (46)

    1. 1996 "CNC 선반용 대화형 CAM 시스템 개발에 관한 연구" 韓國舶用機關學會誌 = Journal of the Korean Society of Marine Engineers 20 (2): 15~23    
    2. 1997 "무고정 조립작업을 위한 협조로봇 매니퓰레이터의 제어에 관한 연구" 大韓機械學會論文集. Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers. A. A 21 (8): 1209~1217    
    3. 1998 "유전알고리즘을 이용한 크레인 시스템의 최적제어" 韓國舶用機關學會誌 = Journal of the Korean Society of Marine Engineers 22 (4): 498~504    
    4. 1999 "유전자 알고리즘을 이용한 천정크레인의 최적제어기에 실험적 연구" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 16 (1): 34~41    
    5. 2000 "모터시스템의 전역 최적 슬라이딩모드 제어기의 설계" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 17 (11): 101~107    
    6. 2000 "해저작업 로봇 매니퓰레이터를 위한 신경회로망을 이용한 슬라이딩 모드 제어기" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 6 (4): 305~312    
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    8. 2002 "LNG냉열이용 BOG 재액화긍정 해석연구" 韓國舶用機關學會誌 = Journal of the Korean Society of Marine Engineers 26 (2): 256~263    
    9. 2002 "동작 획득 시스템의 개발" 한국정밀공학회지 = Journal of the Korean Society of Precision Engineering 19 (10): 139~146    
    10. 2002 "인체형 이족보행로봇의 개발" 제어·자동화·시스템공학 논문지 = Journal of control, automation and systems engineering 8 (6): 484~491    
  • Cho, Jong-Rae (42)

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