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협동 로봇 시스템에서 모바일 매니퓰레이터 사용의 필요성은 점차 증가하고 있다. 모바일 매니퓰레이터는 작업에 따라 전복할 수 있으며 그 과정에서 작업자와 충돌할 수 있으므로 전복은 협동 로봇 시스템에서 반드시 고려해야 하는 현상이다. 따라서 본 논문에서는 모바일 매니퓰레이터의 전복 모멘트에 대해 분석하여 전복을 회피하는 방법을 제안하였다.
전복 회피 방법은 크게 두가지로 나눌 수 있다. 첫 번째는 모바일 매니퓰레이터 궤적의 전복 안정성을 파악하고 전복을 회피하면서도 작업의 생산성 효율을 올리는 ...

협동 로봇 시스템에서 모바일 매니퓰레이터 사용의 필요성은 점차 증가하고 있다. 모바일 매니퓰레이터는 작업에 따라 전복할 수 있으며 그 과정에서 작업자와 충돌할 수 있으므로 전복은 협동 로봇 시스템에서 반드시 고려해야 하는 현상이다. 따라서 본 논문에서는 모바일 매니퓰레이터의 전복 모멘트에 대해 분석하여 전복을 회피하는 방법을 제안하였다.
전복 회피 방법은 크게 두가지로 나눌 수 있다. 첫 번째는 모바일 매니퓰레이터 궤적의 전복 안정성을 파악하고 전복을 회피하면서도 작업의 생산성 효율을 올리는 최적화 파라미터를 설계하는 방법이다. 전복 모멘트의 크기와 방향에 따라 속도와 가속도에 파라미터를 적용하면 전복 모멘트를 최적화 할 수 있다.
두 번째는 ISO/TS 15066의 보호 이격 거리를 바탕으로 전복에 안정한 모바일 매니퓰레이터의 임계 정지 가속도를 설계하는 방법이다. 정지 가속도는 공정에서 모바일 매니퓰레이터의 운용하는 방식에 따라 다르게 설계된다.
본 논문에서 제안한 방법은 매트랩 시뮬레이션을 통해 작업 효율성에 대한 고민 없이 전복 안정성을 확보하였던 선행 연구들과 원하는 전복 모멘트 수치를 유도하여 최적화할 수 있음을 확인하였다. 또한 보호 이격 거리 연산시 고려하는 정지 가속도에서 간과하고 있었던 전복 안정성을 확보하여 작업자와 충돌을 방지할 수 있다는 것이 검증되었다.

Abstract ▼ AI-Helper

The need for the use of mobile manipulators in collaborative robot systems is gradually increasing. Phenomenon that must be considered in a collaborative robot system is that they can be tip-over and collide with operators during the work. Thus, in this paper, the method of avoiding tip-over was pro...

The need for the use of mobile manipulators in collaborative robot systems is gradually increasing. Phenomenon that must be considered in a collaborative robot system is that they can be tip-over and collide with operators during the work. Thus, in this paper, the method of avoiding tip-over was proposed by analyzing the tip-over moment of robots. There are two main ways to avoid tip-over. The first method is to identify tip-over stability of the mobile manipulator trajectory and design optimization parameters that increase the productivity efficiency of the work while avoiding tip-over. By applying parameters to speed and acceleration according to the magnitude and direction of tip-over moment, the tip-over moment can be optimized. The second method is designing the critical stopping deceleration of the robot based on the protected separate distance of ISO/TS 15066. Stopping acceleration is designed differently depending on how mobile manipulators operate in the process. The method proposed in this paper confirmed through Matlab simulation that prior studies that had secured tip-over stability without considering work efficiency and that the desired tip-over moment figures could be induced to optimize. In addition, it has been verified that the tip-over stability that was overlooked in the stopping deceleration considered in the calculation of the protective separation distance can be ensured to prevent collisions with the operator.

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