초록 ▼

○ 우주정거장이나 대형 인공위성, 월면 및 행성 등에 설치된 태양광 패널과 같이 면적이 수십 ㎡ 이상으로 충분히 큰 작업공간을 필요로 하는 작업을 위한 경량 우주로봇의 개발을 위한 기초연구를 수행하는 것을 목표로 함.

○ 이를 위해 모바일 플랫폼과 케이블 병렬 구동부가 통합된 케이블기반 병렬형 로봇을 개발하고자 함.

○ 여기에서 모바일 플랫폼은 개발된 케이블기반 병렬형 로봇을 태양광 패널에 자동 설치하는 역할을 수행하고, 케이블 병렬 구동부는 설치된 로봇이 전체 태양광 패널을 이동하며 유지보수 할 수 있는

○ 우주정거장이나 대형 인공위성, 월면 및 행성 등에 설치된 태양광 패널과 같이 면적이 수십 ㎡ 이상으로 충분히 큰 작업공간을 필요로 하는 작업을 위한 경량 우주로봇의 개발을 위한 기초연구를 수행하는 것을 목표로 함.

○ 이를 위해 모바일 플랫폼과 케이블 병렬 구동부가 통합된 케이블기반 병렬형 로봇을 개발하고자 함.

○ 여기에서 모바일 플랫폼은 개발된 케이블기반 병렬형 로봇을 태양광 패널에 자동 설치하는 역할을 수행하고, 케이블 병렬 구동부는 설치된 로봇이 전체 태양광 패널을 이동하며 유지보수 할 수 있는 이동 성능을 수행함

(출처 : 요약서 3p)

Abstract ▼

Ⅱ. Purpose
○ This research aims to develop a light-weight space robot for the tasks that require a large workspace such as solar cell panels for an international space station, large artificial satellites and moon surface rover.

○ For this purpose, a cable-drivel parallel robot (CDPR), in

Ⅱ. Purpose
○ This research aims to develop a light-weight space robot for the tasks that require a large workspace such as solar cell panels for an international space station, large artificial satellites and moon surface rover.

○ For this purpose, a cable-drivel parallel robot (CDPR), in which multiple cables are connected to a mobile platform in parallel, will be adopted, and an automatic installation procedure and a robust control of the cable-driven parallel robot will be investigated.

○ In detail, the space robot will be developed so as to span the scaled-down model (a scale 6:1, W 2m × L 6m) of the solar cell panel of ISS, to be lighter than 50kg in mass, to be installed automatically to an existing frame of the solar panel, and to be used for maintenance tasks.

Ⅲ. Contents
○ Development of a CDPR for maintenance tasks of space solar cell panel
- Selection of key components such as cable, motors, controller, and determination of specifications of a goal system and winch systems.
- Development of winch systems.
- Fixing module of automatic installation to a rigid frame.
- Development of a mobile platform integrated with winch and fixing modules
- Construction of scaled-down model of solar cell panels
- Development of 1st & 2nd prototypes
- Selection of a representative task among maintenance ones and development of a module for the task

○ Development of robust control and automatic installation procedure
- Forward/Inverse Kinematics Analysis
- Realization of an automatic installation procedure
- Development of tension controller for winch systems and force controller for integrated multiple winches
- Accurate position controller for a cable-driven parallel robot
- Management for an integrated mobile platform
- Development of an automatic calibration
- System integration and performance analysis

Ⅳ. Expected Contribution
○ [Technical aspect] Development of new-type of space robot which provides large workspace comparing its own mass and securement of original technology

○ [Economical/Industrial aspect] Cable-driven parallel robot can be used for various applications that require a large workspace such as large industrial robot, nuclear reactor robot, robots for environment monitoring

Ⅴ. Applications
○ Space robots for maintenance of large solar cell panels for an international space station, large artificial satellites, moon surface rover
○ Space robots for maintenance of exterior of an ISS or the artificial satellites
○ Robots for extreme environment for a nuclear power station and environment monitoring

(출처 : SUMMARY 6p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요 약 문 ... 4
• Summary ... 6
• CONTENTS ... 8
• 목차 ... 9
• 제 1 장 연구개발과제의 개요 ... 10
• 1) 최종 목표 ... 10
• 2) 당해 연도 연구 개발 목표 및 결과 ... 11
• 3) 평가의 착안점 ... 14
• 4) 연구범위 및 연구수행 방법 ... 15
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 ... 16
• 1) 국내 우주로봇 관련 수준 ... 16
• 2) 국내 케이블 로봇 관련 현황 ... 16
• 3) 국내외 연구현황 ... 18
• 4) 선행연구의 내용 및 결과 ... 19
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과 ... 23
• 1) 작업환경 분석 및 고정위치 구상 ... 23
• 가) 우주 태양광 패널 유지보수를 위한 케이블 기반 병렬형 우주로봇의 작업환경 분석 ... 23
• 나) 우주 태양광 패널 유지보수를 위한 케이블 기반 병렬형 우주로봇의 고정위치 구상 ... 28
• 2) 자동 설치 운용 프로시져 구상 ... 29
• 3) 케이블 기반 병렬형 로봇 기구부 ... 31
• 4) 케이블 기반 병렬형 로봇 제어부 ... 46
• 5) 케이블 고정 장치부 ... 52
• 6) 케이블 기반 병렬형 로봇 제어 성능 검증 ... 59
• 7) 1차 시작품 개선사항 도출 ... 60
• 8) 1.5차 시작품 개념 설계 및 개발 진행 사항 ... 62
• 제 4 장 목표달성도 및 관련분야에의 기여도 ... 66
• 1) 연구개발목표의 달성도 ... 66
• 2) 평가의 착안점에 따른 목표달성도에 대한 자체평가 ... 67
• 3) 연구개발의 최종목표 및 연차별 연구개발 목표 및 내용 ... 68
• 4) 계획대비 달성도 (선정시 제시된 연구목표) ... 76
• 5) 세부연구목표 및 가중치 ... 77
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획 ... 78
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보 ... 80
• 제 7 장 국가과학기술종합정보서비스 등록 연구시설·장비 현황 ... 81
• 제 8 장 참고문헌 ... 82
• 끝페이지 ... 83