자동 착유 로봇개발을 위한 기초 연구 = Preliminary Study on Auto Milking Robot Development
저자
송명석 ( Myung-suk Song ) ; 김선봉 ( Seon-bong Kim ) ; 기붕 ( Ji Peng ) ; 아칸샤 ( Rastogi Akanksha ) ; 유범상 ( Beom-sang Ryuh )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2017
작성언어
Korean
주제어
자료형태
학술저널
수록면
108-108(1쪽)
제공처
본 연구는 젖소농장에서 착유 로봇이 착유 컵을 자동 이송하여 젖소의 유두를 인식하고 착유컵을 유두에 장착하는 시스템을 만들기 위해 수행되었다. 착유로봇의 매니퓰레이터를 제작하고 유두인식장치를 개발하기 위하여 이전에 수행되었던 연구보고서를 분석하고 특허를 검색하였으며 현재 상용화 되어진 외국제품들을 분석하였다. 매니퓰레이터 제작을 위해 현재 세계적으로 많이 판매되고 있는 LELY社와 Delaval社의 착유로봇을 역설계를 하여 제품특성을 파악하였으며, 그 내용을 바탕으로 컨셉설계를 하였다. 에어실린더를 이용하여 매니퓰레이터를 제작한 후 이동성을 고려하여 유압실린더를 사용하기 위하여 에어실린더의 중간정지에 대해 연구하고 5/3솔레노이드와 LS산전社의 GLOFA-FM PLC를 사용하여 중간정지 실험을 하였다. 이후 각 링크의 길이를 계산하여 실린더의 스트로크와 지름을 정하고 실린더의 움직임에 따른 브라켓을 선정하였다. 설계된 내용을 통해 정기구학과 역기구학해석을 통해 매니퓰레이터의 움직임에 이상이 없음을 확인하고 가공 및 용접을 통해 매니퓰레이터를 구성하였다, 매니퓰레이터는 링크를 이루는 3개의 파이프와 파이프를 회전시키는 실린더 3개로 구성되어 있으며 착유 컵 이송장치를 회전시킬 수 있는 모터와 실린더로 구성하였다. 제작을 완료 후 솔레노이드와 PLC를 사용하여 제어결과 원하는 위치로 이송은 가능하지만 에어실린더의 특성 상 공기가 빠져나가기 때문에 정확한 위치에 정지는 불가능하였다. 유두인식장치 개발을 위해 Microsoft社 의 Kinetic 카메라를 사용하여 machine learning 연구를 수행하였다. Python을 사용하여 OpenCV 소프트웨어를 구성하였으며 젖소 유두 사진을 통해 실험을 진행하였다. Positive 및 Negative 사진을 통하여 machine learning을 진행시키고 실험한 결과사진 상으로는 젖소 유두 끝 점의 X,Y 위치를 인식하는 것을 알 수 있었다. 실제 농장에서 진행한 결과 사진과는 다르게 인식에 어려움이 있었다. 본 연구자는 추후 유압 실린더를 사용하여 매니퓰레이터를 설계하고 제작할 예정이며 유두인식장치 개발을 위해 젖소 유두모형을 통해 실험을 진행한 후 실제 농장에 가서 실험을 한 후 매니퓰레이터와 유두인식장치를 결합할 예정이다.
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