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[국내논문] 리프팅 작업을 위한 인간형 로봇 팔의 어깨와 팔꿈치 관절 토오크 분석
Analysis on Torques of Shoulder and Elbow Joints of Humanoid Robot Arm for Lifting Tasks 원문보기

한국지능시스템학회 논문지 = Journal of Korean institute of intelligent systems, v.25 no.3, 2015년, pp.223 - 228  

김병호 (경성대학교 메카트로닉스공학과 생체모방, 로봇 및 웰니스 연구실)

초록
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본 논문에서는 어떤 물체를 들어 올려서 전달하는 인간의 작업을 대신 수행하기 위한 인간형 로봇 팔의 어깨 및 팔꿈치 관절의 토오크 특성을 분석하고자 한다. 이러한 목적을 달성하기 위하여 인간의 일상적인 물체의 리프팅 행동을 고려하고, 단순한 구조의 어깨와 팔꿈치 관절을 갖는 인간형 로봇 팔 모델을 사용하여 어떤 물체를 다양한 경로로 이송하는 시뮬레이션을 수행한다. 이러한 시뮬레이션을 통하여 인간형 로봇 팔을 이용한 물체의 이송 작업에 있어서 요구되는 어깨 및 팔꿈치 관절의 토오크 패턴 및 범위를 사전에 파악할 수 있음을 보인다. 결과적으로, 이러한 어깨 및 팔꿈치 관절의 토오크 분석은 효과적인 로봇 팔 메커니즘 설계에 유용하게 활용될 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper analyses the torque characteristics of the shoulder and elbow joints of a humanoid robot arm that is useful for an object lifting and transferring task instead of human beings. For the purpose, some typical human lifting behaviors are considered, and various simulations for lifting and tr...

Keyword

#리프팅 작업   #토오크 분석   #어깨 및 팔꿈치 관절   #인간형 로봇 팔  

AI 본문요약
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* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • [4]. 본 논문에서는 어떤 물체를 수직으로 들어 올려 수평으로 이송하기 위한 인간형 로봇 팔의 어깨와 팔꿈치관절의 토오크 특성을 분석하여 제 시 하고자 한다. 여 기서는 물체 의 무게 에 의한 각 관절의 토오크 조건을 중점적 으로 다룬다.
  • 본 논문에서는 효과적인 분석을 위하여 2차원 xz 평면상에서 설정된 어떤 경로로 어떤 물체를 리프팅하는데 있어서 어깨 관절과 팔꿈치 관절의 토오크 성분이 어떤 패턴과 범위로 나타나는지 고찰함으로써 그 특성과활용성 을 분석 하고자 한다.
  • 여기서, 물체의 모양은 이송에 영향을 주지않는 것으로 가정하였다. 시뮬레이션은 매트랩(Matlab) 을 이용하였고, 목표는 주어진 인간형 로봇 팔을 이용하여 설정된 물체를 z축 방향으로 일정 위치만큼 들어올린 다음, 수평 바깥쪽(x축) 또는 수평 안쪽(-x축)으로이송시킬때 요구되는 각 관절의 토오크를 확인함으로써 리프팅 물체의 무게에 따른 각 관절의 토오크 패턴및 범위를 분석하는 것이다.
  • 본 논문에서는 어떤 물체의 리프팅 작업을 위한 인간형 로봇 팔의 어깨와팔꿈치 관절의 토오크 특성을분석하였다. 결과적으로, 수직 리프팅의 경우, 어깨 관절의토오크는 초기 자세에서 결정되는 토오크량을 일정하게 유지 하고, 수직으로 들어 올린 다음, 수평 면 안쪽으로이동하는 과정에서는 어깨와 팔꿈치 관절의 토오크 성분이 작아지는 경향을 보이는 반면, 바같쪽으로 이동하는 과정에서는 점점 더 커지는 현상을 확인하였다.

가설 설정

  • 기술한다. 실제로, 로봇팔을 구성하는 링크(link)에 의한자중(selfload) 도 어깨나 팔꿈치 관절의 안정적 인 구동을 위하여고려되어야 하는 요소이지만, 여기서는 물체를 다루는데 필요한 각 관절의 토오크 성분을 중점적으로 고려하며, 이송간에 물체는 정적 인 상태에 놓여 있다고 가정한다.
  • 33 m로 설정하였고, 물체의 질량은 60 kg으로 설정하였다. 여기서, 물체의 모양은 이송에 영향을 주지않는 것으로 가정하였다. 시뮬레이션은 매트랩(Matlab) 을 이용하였고, 목표는 주어진 인간형 로봇 팔을 이용하여 설정된 물체를 z축 방향으로 일정 위치만큼 들어올린 다음, 수평 바깥쪽(x축) 또는 수평 안쪽(-x축)으로이송시킬때 요구되는 각 관절의 토오크를 확인함으로써 리프팅 물체의 무게에 따른 각 관절의 토오크 패턴및 범위를 분석하는 것이다.
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참고문헌 (15)

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