협동 로봇은 AI, Vision 등 여러 신기술과 결합하며 빠르게 발전해 나가며 최근에는 모바일 플랫폼과 결합하여 협동 로봇의 사용성을 넓힌 모바일 매니퓰레이터가 상용화가 이루어지고 있다. 이러한 흐름에 따라 대학에서도 협동 로봇에 관한 연구의 필요성이 커지고 있지만, 가격이 비싸 쉽게 구입을 할 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서 이러한 문제를 ...
협동 로봇은 AI, Vision 등 여러 신기술과 결합하며 빠르게 발전해 나가며 최근에는 모바일 플랫폼과 결합하여 협동 로봇의 사용성을 넓힌 모바일 매니퓰레이터가 상용화가 이루어지고 있다. 이러한 흐름에 따라 대학에서도 협동 로봇에 관한 연구의 필요성이 커지고 있지만, 가격이 비싸 쉽게 구입을 할 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서 이러한 문제를 3D 프린팅으로 해결하였다. 3D 프린팅 기술과 소재의 발달로 고가의 기성품을 3D 프린팅 부품으로 대체하는 것이 가능해졌다. 하드웨어 측면에서 협동 로봇 제작 시 가장 큰 비용을 차지하는 것은 감속기이다. 유성기어 방식과 사이클로이드 방식의 3D 프린팅 감속기로 고가의 감속기를 대체하여 6 자유도 매니퓰레이터를 제작하였다. 또한, 3D 프린팅 사이클로이드 감속기를 내장한 메카넘 인-휠모터를 개발하여 메카넘 모바일 플랫폼의 내부 공간 활용도를 증가시켰다. 6자유도 매니퓰레이터와 고속주행이 가능한 메카넘 모바일 플랫폼을 결합하여 모바일 매니퓰레이터를 개발했다. 모바일 매니퓰레이터를 효과적으로 제어하기 위해 모바일 플랫폼과 매니퓰레이터가 동시에 움직이는 모바일 매니퓰레이션 알고리즘을 적용했다. Gazebo시뮬레이션을 구축하여 속도 입력에서 모바일 매니퓰레이션 알고리즘을 검증하고 실제 실험을 통해 작업 공간에서의 모션제어 성능을 확인하였다.
협동 로봇은 AI, Vision 등 여러 신기술과 결합하며 빠르게 발전해 나가며 최근에는 모바일 플랫폼과 결합하여 협동 로봇의 사용성을 넓힌 모바일 매니퓰레이터가 상용화가 이루어지고 있다. 이러한 흐름에 따라 대학에서도 협동 로봇에 관한 연구의 필요성이 커지고 있지만, 가격이 비싸 쉽게 구입을 할 수 없는 단점이 있다. 본 논문에서 이러한 문제를 3D 프린팅으로 해결하였다. 3D 프린팅 기술과 소재의 발달로 고가의 기성품을 3D 프린팅 부품으로 대체하는 것이 가능해졌다. 하드웨어 측면에서 협동 로봇 제작 시 가장 큰 비용을 차지하는 것은 감속기이다. 유성기어 방식과 사이클로이드 방식의 3D 프린팅 감속기로 고가의 감속기를 대체하여 6 자유도 매니퓰레이터를 제작하였다. 또한, 3D 프린팅 사이클로이드 감속기를 내장한 메카넘 인-휠모터를 개발하여 메카넘 모바일 플랫폼의 내부 공간 활용도를 증가시켰다. 6자유도 매니퓰레이터와 고속주행이 가능한 메카넘 모바일 플랫폼을 결합하여 모바일 매니퓰레이터를 개발했다. 모바일 매니퓰레이터를 효과적으로 제어하기 위해 모바일 플랫폼과 매니퓰레이터가 동시에 움직이는 모바일 매니퓰레이션 알고리즘을 적용했다. Gazebo 시뮬레이션을 구축하여 속도 입력에서 모바일 매니퓰레이션 알고리즘을 검증하고 실제 실험을 통해 작업 공간에서의 모션제어 성능을 확인하였다.
The collaborative robot, or cobot, has been advancing rapidly in combination with various new technologies such as AI and vision. The necessity of research on the cobot is also on the rise in universities; however, the cost of purchasing related machines is substantially high. This study has solved ...
The collaborative robot, or cobot, has been advancing rapidly in combination with various new technologies such as AI and vision. The necessity of research on the cobot is also on the rise in universities; however, the cost of purchasing related machines is substantially high. This study has solved this problem by 3D printing. With the development of 3D printing technology and materials, expensive commercial products can be replaced with 3D printing parts. The most expensive component when manufacturing the cobot from the hardware perspective is the reducer. A manipulator with six degrees of freedom (6-DOF) was manufactured by replacing an expensive reducer with planetary and cycloid gear type 3D printed reducers. Furthermore, the mecanum in-wheel motor equipped with a 3D printed cycloid reducer was developed to increase the usability of the mecanum mobile platform interior space. The mobile manipulator was developed by combining a 6-DOF manipulator and mecanum mobile platform capable of high-speed running. Gazebo simulation was implemented to verify the mobile manipulation algorithm in velocity input, and the task space motion control performance was verified through actual experiments.
The collaborative robot, or cobot, has been advancing rapidly in combination with various new technologies such as AI and vision. The necessity of research on the cobot is also on the rise in universities; however, the cost of purchasing related machines is substantially high. This study has solved this problem by 3D printing. With the development of 3D printing technology and materials, expensive commercial products can be replaced with 3D printing parts. The most expensive component when manufacturing the cobot from the hardware perspective is the reducer. A manipulator with six degrees of freedom (6-DOF) was manufactured by replacing an expensive reducer with planetary and cycloid gear type 3D printed reducers. Furthermore, the mecanum in-wheel motor equipped with a 3D printed cycloid reducer was developed to increase the usability of the mecanum mobile platform interior space. The mobile manipulator was developed by combining a 6-DOF manipulator and mecanum mobile platform capable of high-speed running. Gazebo simulation was implemented to verify the mobile manipulation algorithm in velocity input, and the task space motion control performance was verified through actual experiments.
주제어
#매니퓰레이션 모션 플래닝 작업 공간 제어 3D 프린팅 모바일 로봇 임베디드 시스템 로봇 액츄에이터
학위논문 정보
저자
김다윗
학위수여기관
명지대학교 대학원
학위구분
국내석사
학과
기계공학과
지도교수
최동일
발행연도
2022
총페이지
v, 37p
키워드
매니퓰레이션 모션 플래닝 작업 공간 제어 3D 프린팅 모바일 로봇 임베디드 시스템 로봇 액츄에이터
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