Human Arm의 기구학 해석 및 제어 방법 연구
- 주제(키워드) Human Arm Mechanism
- 발행기관 아주대학교
- 지도교수 박태원
- 발행년도 2009
- 학위수여년월 2009. 2
- 학위명 석사
- 학과 및 전공 일반대학원 기계공학과
- 실제URI http://www.dcollection.net/handler/ajou/000000009566
- 본문언어 한국어
- 저작권 아주대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
초록/요약
현재 가상 생산 분야에서는 공정 설계 및 최적화를 위한 유인 공정의 시뮬레이션의 필요성이 증대되고 있다. 유인 공정의 시뮬레이션을 위하여 인체를 가상환경에서 구현하고 인체 동작의 교시를 수행하여야 한다. 인체 메커니즘은 일반적인 산업용 로봇에 비하여 많은 수의 자유도를 가지고 있으므로 조인트 값을 직접 제어함으로서 동작을 교시하는 것은 어려운 일이다. 본 논문에서는 인체를 강체 파트와 회전 조인트로 구성된 메커니즘으로써 모델링을 수행하고 이를 가상환경에서 구현하여 인체 동작 시뮬레이션을 수행할 수 있도록 하였다. 그리고 Arm 부위의 비표준 동작 교시를 위하여 Arm 메커니즘을 정의하고 이에 대한 역기구학 해를 구하는 방법에 대하여 연구하였다. Arm 메커니즘의 역기구학 해를 구하는 방법으로서 수치적인 방법과 분석적인 방법에 대하여 연구하였으며 이를 가상 환경에서 생성된 인체 모델에 적용시켜 TCP 제어에 의한 Arm 자세의 교시가 가능함을 확인하였다.
more목차
제 1 장 서론 1
1.1 연구의 배경 1
1.2 연구 목적 2
제 2 장 인체의 기구학적 모델링 3
2.1 인체 파트 모델링 3
2.2 인체 관절(Human Body Joint) 모델링 12
2.3 Arm Mechanism의 정의 30
2.4 Forward Kinematics 35
제 3 장 인체 Arm 메커니즘의 분석적 Inverse Kinematics 해법 42
3.1 Arm 메커니즘 모델링 42
3.2 Inverse Kinematics 해법 43
제 4 장 인체 Arm 메커니즘의 수치 해석적 Inverse Kinematics 해법 59
4.1 Moore-Penrose Generalized Inverse 59
4.2 End-Effector의 미소 병진 및 회전량 61
4.3 Jacobian Matrix Calculation 64
4.4 Joint 범위 78
4.5 Solution의 발산 제한 79
4.6 Inverse Kinematics 해법 80
4.7 Inverse Kinematics 해법 성능 검증 82
제 5 장 Implementation 88
5.1 Unit Task의 정의 88
5.2 인체 모델의 생성 91
5.3 인체 Arm의 자세 교시 92
제 6 장 결론 98
제 7 장 참고 문헌 100
