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저자정보
김세영 (한국기계연구원) 박철훈 (한국기계연구원) 박찬훈 (한국기계연구원) 허필원 (아이투에이시스템즈) 구광민 (아이투에이시스템즈)
저널정보
대한기계학회 대한기계학회 논문집 A권 대한기계학회논문집 A권 제46권 제12호(통권 제447호)
발행연도
2022.12
수록면
1,107 - 1,113 (7page)
DOI
10.3795/KSME-A.2022.46.12.1107

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본 연구에서는 가스 스프링을 활용하여 전동 휠체어용 자세변환장치의 중력보상 메커니즘을 최적화하는 방법을 제안하였다. 자세변환장치는 하단부에 평행사변형 링크 구조를 포함하도록 설계하였기에 상단부에서 전달되는 리액션 토크를 구조적으로 흡수할 수 있으며, 이로 인해 상부와 하부 각각 작용/반작용에 의한 토크 커플링 없이 독립적인 회전이 가능하고, 각도불변 기준면이 확보되어 개별적인 중력보상이 가능하다. 중력토크를 보상하기 위해 카운터밸런스 토크를 발생시키기 위한 힘 자원으로 추가 부품없이 단독 활용 가능한 가스 스프링을 선정하였으며, 중력토크보상률을 최대화하는 가스 스프링의 설치 위치를 최적화 과정을 통해 계산하였다. 구속 조건 및 경계 조건은 상용 제품의 스펙과 설치 조건, 기구부 치수 등을 토대로 세팅되었으며, 전역 최적해를 얻기 위해 다양한 초기값이 사용되었다. 주어진 설계 조건을 고려할 때 합리적인 중력보상이 이루어졌으며, 가스 스프링을 활용하는 해당 최적화 과정은 평행사변형 링크 구조를 포함하는 다양한 시스템에 적용될 수 있다.
#Gravity Compensation(중력보상) #Optimization(최적화) #Posture Change Unit(자세변환장치) #Electric Wheelchair(전동휠체어) #Gas Spring(가스 스프링)

목차

초록
Abstract
1. 서론
2. 방법
3. 결과
4. 고찰
참고문헌(References)

참고문헌 (14)

참고문헌 신청
Rahman, T., Ramanathan, R., Seliktar, R. and Harwin, W., 1995, “A Simple Technique to Passively Gravity-Balance Articulated Mechanisms,” Journal of Mechanical Design, Vol. 117, No. 4, pp. 655~658. google schola Arakelian, V., 2016, “Gravity Compensation in Robotics,” Advanced Robotics, Vol. 30, No. 2, pp. 79~96. google schola White, G. C. and Yangsheng, X., 1994, “An Active Vertical-Direction Gravity Compensation System,” IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, Vol. 43, No. 6, pp. 786~792. google schola Whitney, J. P. and Hodgins, J. K., 2014, “A Passively Safe and Gravity-Counterbalanced Anthropomorphic Robot Arm,” IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), pp. 6168~6173. google schola Lee, W.-B., Kim, D.-W. and Song, J.-B., 2022, “Novel 3-DOF Counterbalance Mechanism based on Spring Balancer for Mobile Robot Arms,” Mechatronics, Vol. 82, Article 102734. google schola

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