기구학적 분석을 이용한 로봇 매니퓰레이터 개발

서지정보

· 발행기관 : 한국생물환경조절학회
· 수록지 정보 : 생물환경조절학회지(구 시설원예ㆍ식물공장) / 13권 / 1호
· 저자명 : 민병로, 이대원

초록

본 연구는 오이수확기의 매니퓰레이터 개발을 위한 기구학적 분석을 하는 것이다. 매니퓰레이터의 정방향 기구학 및 역방향 기구학 분석을 한 후 실제 장치의 반복오차 측정실험을 통해 이론 값을 검증하였다. 매니퓰레이터는 총 세 개의 링크로서 한 개의 수직링크와 두 개의 호전링크로 구성되어져 있으며, 세 개의 스테핑 모터가 각 관절에 장착되어 링크에 동력을 전달한다. 주요 연구결과를 요약하면 다음과 같다. D-H Parameter를 이용하여 정방향 기구학에 의한 매리퓰레이터의 변환 연산자를 얻었다. 역방향 기구학의 해는 두가지로 나타났으며 삼각함수를 이용하여 해를 구하였다. 매리퓰레이터의 반복오차를 측정한 검증 실험에서는 X, Y, Z축에 대하여 반복 오차가 최대 2.60mm, 2.05mm, 1.55mm로 나타났으며, 정방향 및 역방향 기구학에서 오차의 최대지점 및 최소지점의 실제 좌표는 일치하였다. 반복오차 측정 결과는 매리퓰레이터의 목표지점인 오이의 직경에 비해 비교적 작게 나타났다. 측정오차는 실험중 발생한 실험오차로 판단된다. 매니퓰레이터의 오차를 줄이고 작업능률의 향상을 위해서는 링크의 수를 줄이고 오이의 품종 및 재배환경을 고려하여야 하며, 경량이면서도 견고한 재료를 사용하여 하중을 줄여야 한다.

영어초록

This study is kinematics for the manipulator development of cucumber harvesting. A theory value was verified by repeated error measurement after the forward kinematics or inverse kinematics analysis of manipulator. Manipulator is consisted of one perpendicular link and two revolution link. The transformation of manipulator can be valued by kinematics using Denavit-Hartenberg parameter. The value of inverse kinematics which is solved by three angles faction shows two types. Repeated errors refered maximum 2.60 mm, 2.05mm and 1.55 mm according to X, Y, Z axis. In this study, the actual coordinates of maximum point and minimum point were agreement in the forward kinematics or inverse kinematics. The results of repeated error measurement were reflect to be smaller compared to a diameter of cucumber. measurement errors were determined by experimented errors during the test. For reducing errors of manipulator and improving work efficiency, the number of link should be reduced and breeding and cultural environment should be considered to reduce the weight and use the hard stuff. The velocity of motor for working should be considered, too.

참고자료

· 없음