스마트 작동기를 이용한 햅틱 마스터 로봇 시스템의 설계 및 제어

Title
스마트 작동기를 이용한 햅틱 마스터 로봇 시스템의 설계 및 제어
Authors
임승구
Keywords
스마트작동기를이용한햅틱마스터로봇시스템의설계및제어
Issue Date
2012
Publisher
인하대학교
Abstract
본 연구에서는 의료용 로봇시스템을 위한 햅틱 인터페이스(Haptic Interface) 로서 ER (Electro-rheological) 유체를 이용한 햅틱 마스터(Haptic Master)를 제작하고, 힘반향 제어 성능을 고찰하였다. 21세기 로봇 기술 분야에서는 오감을 통한 인간과 기계시스템 간의 커뮤니케이션이 무엇보다 중요하게 강조되고 있다. 현재 오감 중에서 촉각에 관한 인터페이스는 자동차, 가상현실, 사이버 커뮤니케이션, 의료시술 등 다양한 분야에서 활발히 연구 개척되고 있는 분야이며, 의료용 마스터-슬레이브(Master-Slave) 로봇에서의 촉감 구현은 매우 시급한 문제라 할 수 있다. 따라서, 최소침습수술(Minimal Invasive Surgery, MIS)등 의료용 수술에 이용되는 마스터 로봇에서 고도의 안정성과 정확성을 실현하기 위한 새로운 햅틱 작동 매카니즘이 요구된다. 이를 위해 본 연구에서는 지능유체인 ER(electrorheological) 유체를 이용한 능동/반능동 햅틱 마스터 장치를 구축하고, 시제품을 제작하여 햅틱 마스터 장치의 성능을 평가하였다. 또한 외란에 강건한 슬라이딩 모드 컨트롤러(Sliding Mode Controller)를 이용하여 ER 햅틱 마스터 장치의 힘반향 제어 성능을 평가하였다.
Description
Table of Contents 요약문 ABSTRACT NOMENCLATURES LIST OF TABLES AND FIGURES CHAPTER 1 INTRODUCTION 1.1 Research Backgrounds and Objectives 1.2 Outline of Thesis CHAPTER 2 ER FLUID 2.1 General Characteristics of ER Fluid 2.2 Bingham Characteristics CHAPTER 3 MODELING OF HAPTIC DEVICE 3.1 Modeling of Haptic Components 3.2 Detailed Design of Haptic Master Components CHAPTER 4 HAPTIC SYSTEM 4.1 Manufacturing the Haptic Master Device 4.2 Performance Evaluation of the Haptic Master Device CHAPTER 5 CONTROLLER DESIGN 5.1 Scheme of Control 5.2 Controller Design and Simulation 5.3 Experimental Setup and Control Results CHAPTER 6 CONCLUSIONS REFERENCES 감사의 글 ------------------------------------------------------ LIST OF TABLES AND FIGURES Figure 1.1 Haptic Master Device using Motor and Wire Figure 2.1 Schematic Diagram of Electro-rheological Fluids Figure 2.2 Photomicrograph of an ER Chain Structure Figure 2.3 Schematic of Bingham Plastic Model Table 3.1 Detailed Design Parameter for Bi-
URI
http://dspace.inha.ac.kr/handle/10505/23325
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College of Engineering(공과대학) > Mechanical Engineering(기계공학) > Theses(기계공학 석박사 학위논문)
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