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NTIS 바로가기제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, v.17 no.3, 2011년, pp.218 - 222
구광민 (KAIST 기계공학과) , 장평훈 (KAIST 기계공학과)
This paper proposes a single-joint optical torque sensor with one body structure. Conventional optical torque sensors consist of three parts, two plates and an elastic structure. They have slightly slipping problem between plates and elastic structure due to the manufacturing tolerance. Since the or...
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핵심어 | 질문 | 논문에서 추출한 답변 |
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로봇 관절에 삽입되는 토크센서에 요구되는 것은 무엇인가 | 로봇의 관절에 삽입되는 토크센서는 구동축과 피동축 사이에 연결되는 비회전형 방식(reaction type)이다. 이 때 토크센서는 로봇의 동적(dynamic) 성능을 떨어트리지 않고 액추에이터의 동력을 잘 전달해야하며, 노이즈에 민감하지 않고 관절에 작용하는 토크를 정확하게 측정할 수 있어야 한다[5]. 이를 위해 측정방향으로만 비틀림이 잘 발생해야 하며 다른 방향으로는 변형률이 적어야 한다. | |
토크센서의 원리는 무엇인가 | 힘/토크를 측정하기 위한 많은 종류의 상용센서가 존재한다. 일반적인 토크센서의 원리는 토크에 비례하여 비틀리는 비틀림 구조물인 탄성체(elastic structure)를 설계하고 그 비틀림 양을 측정하는 것이다. 이 측정 방식 중에 스트레인게이지 방식이 가장 많이 보급되어 있는데 스트레인게이지 방식은 직진성(linearity)이 높고 정밀하지만 노이즈에 민감하고 출력신호 값이 작아서 센서 외에 별도의 증폭장치(amplifier)를 함께 사용해야만 한다. | |
힘/토크를 측정하기 위한 방식 중 스트레인게이지 방식의 특징은 무엇인가 | 일반적인 토크센서의 원리는 토크에 비례하여 비틀리는 비틀림 구조물인 탄성체(elastic structure)를 설계하고 그 비틀림 양을 측정하는 것이다. 이 측정 방식 중에 스트레인게이지 방식이 가장 많이 보급되어 있는데 스트레인게이지 방식은 직진성(linearity)이 높고 정밀하지만 노이즈에 민감하고 출력신호 값이 작아서 센서 외에 별도의 증폭장치(amplifier)를 함께 사용해야만 한다. 또한 스트레인게이지 방식은 탄성체에 스트레인게이지를 부착하여 측정하기 때문에 토크가 부하될 때마다 하중이 스트레인게이지에 직접적으로 전달된다. 즉, 스트레인게이지에도 피로(fatigue)가 누적되게 되며, 큰 토크가 부하될 때 스트레인게이지의 변형범위를 초과하여 스트레인게이지가 손상될 우려가 있다. 따라서 이를 방지하기 위한 추가의 하드웨어적 멈춤(stopper) 구조 설계가 필요하다. |
D. E. Whitney, "Historical perspective and state of the art in robot force control," The International Journal of Robotics Research, vol. 6, no. 1, pp. 3-14, Mar. 1987.
N. Horgan, "Impedance control: An approach to manipulation," Proc. of American Control Conference, San Diego, CA, USA, pp. 304-313, Jun. 1984.
D. Vischer and O. Khatib, "Design and development of high-performance torque-controlled joints," IEEE Transactions on Robotics and Automation, vol. 11, no. 4, pp. 537-544, Aug. 1995
F. Aghili, M. Buehler, and J. M. Hollerbach, "Design of a hollow hexaform torque sensor for robot joints," The International Journal of Robotics Research, vol. 20, no. 12, pp. 967-976, Dec. 2001.
http://www.alldatasheet.com, "CNA1311K".
http://www.ati-ia.com/products/ft/sensors.aspx, "Mini 45".
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