초록 ▼

산업체에서나 연구분야에서 앞으로 주로 사용될 로봇 팔의 형태는 작업의 효율성을 높이고 다양한 작업에 대처하기 위해 점차 많은 여유자유도를 갖게 될 것이다. 이러한 여유자유도 로봇은 일반 로봇과 달리 역기구학 해가 유일하게 결정되지 않는다. 이러한 면이 로봇 조작자가 담당해야 할 부분을 많게 하는 요인인데 작업자의 경험 등에 의지하는 기존 방법을 개선하기 위해 여유자유도 로봇의 자세의 최적성을 나타낼 수 있는 해석적/기하학적 도구가 필요하다. 또 역기를 들어올리는 사람의 팔 운동을 보면 최적의 자세를 숙달에 의해 자동적으로 생성함을

산업체에서나 연구분야에서 앞으로 주로 사용될 로봇 팔의 형태는 작업의 효율성을 높이고 다양한 작업에 대처하기 위해 점차 많은 여유자유도를 갖게 될 것이다. 이러한 여유자유도 로봇은 일반 로봇과 달리 역기구학 해가 유일하게 결정되지 않는다. 이러한 면이 로봇 조작자가 담당해야 할 부분을 많게 하는 요인인데 작업자의 경험 등에 의지하는 기존 방법을 개선하기 위해 여유자유도 로봇의 자세의 최적성을 나타낼 수 있는 해석적/기하학적 도구가 필요하다. 또 역기를 들어올리는 사람의 팔 운동을 보면 최적의 자세를 숙달에 의해 자동적으로 생성함을 알 수 있는데 지능화된 로봇의 경우에는 이러한 기능도 요구되고 었다.
본 연구에서는 로봇의 최적 자세 자동 생성을 위한 기반기술로서 기존의 매니퓰러빌리티 타원과 폴리토프 방법을 기초로 각 관절의 제약조건이 서로 다르게 주어져 있는 경우에 로붓 자세의 최적성을 수치화 할 수 있는 해석적인 도구를 개발하여 기존의 방법들과 비교 분석하며 이러한 지수를 바탕으로 최적의 자세를 찾아내는 알고리즘을 개발하였다. 또한 기구학적으로 로봇을 최적화하기 위해 선속도와 회전속도를 분리하여 다루는 방법을 개발하여 두 가지 속도를 한데 묶어서 다루는 기존의 방법보다 성능이 개선되었음을 보였다.

Abstract ▼

In order to meet the demands for flexibility and versatility of their performance, robot manipulators tend to have more degrees of freedom. While the redundant robot manipulators have more ability than nonredundant ones in many aspects, such as avoiding collision, avoiding singular situation, and mo

In order to meet the demands for flexibility and versatility of their performance, robot manipulators tend to have more degrees of freedom. While the redundant robot manipulators have more ability than nonredundant ones in many aspects, such as avoiding collision, avoiding singular situation, and moving in more efficient manner, the redundant robot manipulators inherently have the problem of nonunique inverse kinematic solution. Since, in many practical cases, such problems are resolved by the experience of operators, a techniques for determining the optimal configurations is essential in this field.
In this research a technique that analyze the manipulability of robot configurations and quantify the feasibility of the motion direction have developed and been compared with other previous methods. After the analytic tools are developed, an optimization techniques have been developed to determine global optimum solution with objective functions such as maximum velocity transmission ration, minimum impact, maximum power dissipation, and so on.

목차 Contents

• 표지...1
• 목차...2
• 연구계획서 요약문...3
• 제출문...4
• 연구내용...5
• 가. 연구결과 요약문(국.영문)...5
• 나. 서론...7
• 다. 연구방법 및 이론...8
• 1. 개요...8
• 2. 인공신경망 및 인공지능기법...8
• 2.1 인공신경망...8
• 2.2 역전파 인공신경망....8
• 2.2.1 퍼셉트론...8
• 2.2.2 다층 네트워크...9
• 2.3 유전 알고리즘...11
• 2.3.1 유전 알고리즘의 기본개념 및 용어...11
• 2.3.2 유전 알고리즘의 동작 및 특성...12
• 2.3.3 알고리즘의 구성 요소...12
• 2.3.4 유전 알고리즘의 응용분야...15
• 2.4 최적자세 자동생성 알고리즘...15
• 3. 로봇 조작도...17
• 3.1 기구학 조작도...17
• 3.1.1 조작도 타원...17
• 3.1.2 조작도 다각형....18
• 3.2 동력학 조작도...19
• 3.2.1 충격량....19
• 3.2.2 충격량 조작도....20
• 3.2.3 일몰 조작도....22
• 3.3 최적자세...22
• 3.3.1 속도 분 리에 의한 최적화 문제 설정....22
• 3.3.2 역도최적화 문제 설정....23
• 3.3.4 최적 경로 생성...27
• 4. 그래픽 시뮬레이터...28
• 4.1 Visual C++을 이용한 3차원 역도선수 그래픽 시뮬레이터...28
• 4.1.1 시뮬레이터의 구조....28
• 4.1.2 그래픽 시뮬레이터의 내용....28
• 4.2 Matlab을 이용한 로봇시뮬레이터...30
• 4.2.1 전체 시스템 구조....30
• 4.2.2 프로그램 내부 모듈....31
• 라. 결과 및 고찰...33
• 1. 속도 분리에 의한 최적화에 대한 결과 및 고찰...33
• 2. 역도선수 최적자세에 대한 결과 및 고찰...36
• 마. 결론...37
• 바. 인용문헌...37
• 논문발표 목록서...39
• 자체평가서...41