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(A) new 3 d.o.f cable-suspended haptic interface = 케이블을 이용한 새로운 3 자유도 햅틱 인터페이스
서명 / 저자 (A) new 3 d.o.f cable-suspended haptic interface = 케이블을 이용한 새로운 3 자유도 햅틱 인터페이스 / Hyo-Jun Woo.
발행사항 [대전 : 한국과학기술원, 2009].
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8019823

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MME 09041

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초록정보

Cable-suspended haptic interface has advantageous features such as low inertia, high stiffness, high payload-to-weight ratio, low weight (low energy consumption), large workspace over conventional rigid-link haptic interface. Despite these many advantages, inherent major problems of cable-suspended mechanism such as redundancy of actuators, incompact & insufficient force feasible workspace, inability of manipulation with high speed and thereby low accuracy of position result in limiting the extent of application. In this study, a novel and unique mechanism different from traditional approaches for a cable-suspended manipulator is proposed to solve those limiting factors. And a new 3 d.o.f cable-suspended haptic interface is designed and constructed considering simulation results for mechanical architecture, tension (velocity) of a spiral spring for high-speed manipulation, and workspace analysis. Experiments are conducted into two aspects of performance, which are the position input and force output (impedance haptic display). Experimental results show the usefulness of the proposed new mechanism as a haptic interface. Eventually, four inherent problems of conventional cable-suspended haptic interface are resolved reasonably from the developed three degrees of freedom cable-suspended haptic device and its control method.

케이블을 이용한 햅틱 인터페이스는 기존의 강체 링크로 이루어진 햅틱 인터페이스 보다 적은 관성, 높은 강성, 무게 대비 높은 하중력, 적은 무게 (낮은 에너지 소비), 큰 작업 공간 등과 같은 장점들을 가지고 있다. 햅틱 장치로써 이러한 많은 장점들을 가지고 있음에도 불구하고 여분의 동력장치, 집약적이지 않고 불충분한 작업공간, 빠른 조작에 대한 어려움 그리고 그에 따른 낮은 위치 정확도와 같은 주요한 단점들로 인해 그 응용 범위가 매우 한정되고 있다. 본 연구에서는 이러한 케이블을 이용한 햅틱 장치의 주요한 문제점들을 해결하기 위해 기존에 시도되지 않았던 해결방안을 하드웨어 및 소프트웨어적인 측면에서 새롭게 제안하였다. 새롭게 제안 된 메커니즘과 선행된 컴퓨터 시뮬레이션 결과(태엽 스프링의 장력, 작업 공간 등)를 토대로 케이블을 이용한 새로운 3 자유도 햅틱 장치를 설계 및 개발하였다. 개발된 햅틱 장치는 사용자의 움직임을 측정하고 역감을 다시 전달해 주는 임피던스형 장치이므로 실험은 크게 정확한 위치 계산과 충분한 역감 전달이라는 두 가지 측면에서 이루어졌다. 전체적인 실험 결과는 기존에 개발 된 장치들과의 정량적인 비교와 개선 가능한 대안을 제안함으로써 새롭게 개발된 햅틱 장치에 대한 유용성을 잘 나타낸다. 결과적으로 본 논문에서는 앞서 언급한 케이블을 이용한 햅틱 장치의 주요한 4가지 문제점들이 새롭게 개발 된 햅틱 장치와 그 제어 방법을 통해서 충실히 그리고 효과적으로 해결됨을 시뮬레이션과 실험 결과를 통해서 나타내고 있다.

서지기타정보

서지기타정보
청구기호 {MME 09041
형태사항 158 p. : 삽도 ; 26 cm
언어 영어
일반주기 저자명의 한글표기 : 우효준
지도교수의 영문표기 : Doo-Yong Lee
지도교수의 한글표기 : 이두용
Includes appendices.
학위논문 학위논문(석사) - 한국과학기술원 : 기계공학전공,
서지주기 References : p. 91-96
주제 Cable;parallel manipulator;mechanism;haptic interface;force feedback
케이블;병렬형 머니퓰레이터;메커니즘;햅틱 인터페이스;힘 반향
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