지원사업
학술연구/단체지원/교육 등 연구자 활동을 지속하도록 DBpia가 지원하고 있어요.
커뮤니티
연구자들이 자신의 연구와 전문성을 널리 알리고, 새로운 협력의 기회를 만들 수 있는 네트워킹 공간이에요.
논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 신동준
- 발행연도
- 2018
- 저작권
- 중앙대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수36
이 논문의 연구 히스토리 (3)
- 이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
- 연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
- 이 논문의 연구 히스토리 확인하기
초록· 키워드
오류제보하기
로봇 기술의 발전으로 사람과 로봇의 직접적인 상호작용에 대한 기대가 커지고 있다. 사람-로봇 상호작용에 있어 가장 중요한 것은 사람의 안전성이라고 볼 수 있기 때문에, 그를 보장 해줄 수 있는 유연한 소재로 이루어진 소프트 로보틱스라는 새로운 분야의 연구가 활발히 이루어지고 있다. 소프트 로보틱스의 세부 분야에 속한 소프트 구동기는, 기존의 전기 모터보다 무게 대비 높은 힘, 낮은 제조 원가, 원천적으로 안전함을 보유하고 있어 사람-로봇 상호작용에 적합한 구동기로 볼 수 있다. 하지만 대표적 소프트 구동기인 McKibben 구동기는, 작은 작동 거리로 인해 원하는 구동 성능을 내기 어렵다. 또한 작동 거리를 높인 소프트 구동기는 사용 가능한 압력 수준이 낮기 때문에 구동기의 힘이 낮다. 본 연구에서는 기존의 소프트 구동기의 한계를 극복 하기 위해 고수축비를 가진 새로운 개념의 소프트 구동기(high-contraction-ratio pneumatic artificial muscle, HCRPAM)를 개발하였다.
본 연구에서 제안하는 소프트 구동기는 충분히 큰 힘을 내면서 동시에 긴 작동 거리를 갖고 있다. 기존 소프트 구동기의 반지름 방향 팽창을 축 방향 팽창으로 바꾸고, 축 방향 팽창을 최대한 작동 거리로 전달 할 수 있는 구조를 설계하였다.
새로 개발된 소프트 구동기를 위한 수학적 모델링을 가상 일 이론을 기반으로 유도하였다. 또한 구동기에 주입되는 압력에 따라 달라지는 비선형성 및 형상 변화를 고려하여 모델의 정확도를 향상시켰다. 탄성을 가진 재료로 제작되었기 때문에, 탄성에 의해 발생하는 힘도 함께 모델에 고려되었다.
모델로부터 높은 힘과 긴 작동 거리를 가진 변수를 선정하여 모델의 검증을 위하여 실험을 진행하였다. 실험 결과, 기존의 소프트 구동기에 비해 더 높은 힘, 작동 거리 및 수축비를 얻었다.
본 연구에서 제안하는 소프트 구동기는 충분히 큰 힘을 내면서 동시에 긴 작동 거리를 갖고 있다. 기존 소프트 구동기의 반지름 방향 팽창을 축 방향 팽창으로 바꾸고, 축 방향 팽창을 최대한 작동 거리로 전달 할 수 있는 구조를 설계하였다.
새로 개발된 소프트 구동기를 위한 수학적 모델링을 가상 일 이론을 기반으로 유도하였다. 또한 구동기에 주입되는 압력에 따라 달라지는 비선형성 및 형상 변화를 고려하여 모델의 정확도를 향상시켰다. 탄성을 가진 재료로 제작되었기 때문에, 탄성에 의해 발생하는 힘도 함께 모델에 고려되었다.
모델로부터 높은 힘과 긴 작동 거리를 가진 변수를 선정하여 모델의 검증을 위하여 실험을 진행하였다. 실험 결과, 기존의 소프트 구동기에 비해 더 높은 힘, 작동 거리 및 수축비를 얻었다.
목차
1 서론 11.1 연구의 배경 11.2 연구의 필요성 11.3 연구의 목표 22 소프트 구동기의 설계 42.1 타원형 튜브 62.2 다이아몬드 모양 밴드 92.3 2단 막대 113 소프트 구동기의 모델링 123.1 Fcontraction 133.2 Frestoring 193.3 TPU의 물성치 214 소프트 구동기의 최적 변수 선정 244.1 소프트 구동기의 설계 변수 244.2 다이아몬드 모양 밴드의 최적 변수 선정 및 분석 255 소프트 구동기의 제작 286 실험 및 결과 306.1 실험 준비 306.2 힘-변위 실험 결과 및 분석 336.3 McKibben 구동기의 실험 및 비교 357 결론 37참고문헌 39국문초록 43ABSTRACT 45
최근 본 자료
댓글(0)
0