In this thesis, a 3-joints manipulator mechanism of finger-type which can be applied to medical or military applications is newly proposed to overcome the problems of the conventional robot hands. The mechanism is adapted to the manipulator which is developed in order to be applicable for the end-effector of the manipulators such as bionic arms or tele-operated surgery robots. Altough the 6 high frequency pulse actuators are used, the miniatured manipulator can be developed with high power. Futhermore, the simulations and the experiments are performed to verify the performance of the proposed manipulator mechanism by optimizing the fingertip force of the manipulator for the 3 cases. As a result, the fingertip force of the manipulator is remarkably increased by controlling the 6 slider positions of the actuators. Therefore, the proposed mechanism has a potential for the delicate motion due to high force resolution. It can be applied to not only the end-effector of the manipulator and but also the mechanism of the general manipulator using hydraulic actuators.
본 연구에서는 기존 로봇손이 가지는 문제점을 극복하여 의료용 로봇, 군사용 로봇 등 특수목적용 매니퓰레이션 시스템에 적용 가능한 3관절 핑거타입 매니퓰레이터를 제안한다. 원격조정 수술용 로봇이나 인공의수와 같은 매니퓰레이터의 말단 장치로 응용하기 위해 핑거타입 매니퓰레이터에는 여유구동을 포함한 새로운 분산구동 메커니즘을 적용한다. 6개의 고주파펄스 구동기가 사용되었음에도 불구하고, 본 연구에서 제안된 메커니즘에 의해서 고출력이 가능한 소형 핑거타입 매니퓰레이터 개발이 가능하다. 또한, 제안된 핑거타입 매니퓰레이터 메커니즘의 성능을 검증하기 위해서, 손가락 힘을 임의의 경우와 최적화된 경우 등 3가지 경우에 대해 시뮬레이션 및 실험을 수행한다. 그 결과, 제안된 핑거타입 매니퓰레이터의 손가락 힘은 6개 구동기의 이동자 위치를 제어함으로써 현저하게 증대된다. 따라서, 제안된 분산구동 메커니즘이 적용된 핑거타입 매니퓰레이터는 높은 힘 분해능으로 인하여 정교하고 섬세한 동작 구현이 가능하며, 이러한 특성은 수술용 로봇 등 작은 충격에 민감한 응용분야에 유용하다. 또한 제안된 메커니즘은 매니퓰레이터의 말단장치뿐만 아니라 기존 단일축형 모터를 사용하는 메커니즘을 대신하여 일반적인 매니퓰레이터에도 응용가능한 장점이 있다.
