Design of Reconfigurable Cable-Driven Parallel Robot with Base Mobility
저자
발행사항
서울 : 세종대학교 대학원, 2019
학위논문사항
학위논문(석사)-- 세종대학교 대학원 : 기계공학과 2019.8
발행연도
2019
작성언어
영어
주제어
DDC
621.8 판사항(22)
발행국(도시)
서울
형태사항
77 p. : 삽도 ; 26cm
일반주기명
지도교수:곽관웅
참고문헌: p.71-74
UCI식별코드
I804:11042-200000222539
소장기관
케이블 구동 병렬 로봇은 고정밀, 큰 구조적 강성 및 더 높은 탑재 중량 대 중량 비율과 같은 직렬 로봇보다 훨씬 많은 잠재적 이점을 제공합니다. 기존 강성 링크 평행 로봇과 비교해 볼 때 훨씬 큰 병진 작업 공간이 있습니다. 또한, 낮은 질량 및 관성 특성은 더 높은 속도와 가속도에서 수행하는 데 도움이됩니다. 위와 같은 장점에도 불구하고, 케이블 구동 병렬 로봇은 몇 가지 단점이 있습니다. 케이블의 일반적 특성으로 인해 시스템의 설계 및 분석의 복잡성이 증가합니다. 시스템을 완벽하게 제어하려면 케이블의 장력은 항상 양의 값을 유지해야하며 적어도 일 회 이상의 중복 작동이 요구 됩니다. 케이블 구동 병렬 로봇은 상대적으로 작은 방위 작업 공간으로 인해 어려움을 겪습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해 다양한 방법이 제안되었다.
최근 재형상된 로봇은 급속히 증가하는 제조산업의 요구 사항으로 많은 이목을 받고 있습니다. 또한 재형상된 로봇의 레이아웃 구조를 변경함으로써 생산성을 향상시키고 제조 공정의 비용뿐만 아니라 시간 처리를 절약 할 수 있습니다. 본 논문에서는 재형상된 케이블 구동 병렬 로봇 (RCDPR)이라는 기본 이동성을 가진 케이블 구동 병렬 로봇 시스템을 제시하고, 재형상된 케이블 구동 병렬 로봇의 개념 설계 및 분석을 다루고 있습니다. 액추에이터의 슬라이딩 메커니즘을 이용한 재형상된 케이블 구동 병렬 로봇의 실험적 전위가 개발되었다. RCDPR의 공통적 인 구성은 사례 연구로 분석됩니다. 그리고 PID 제어기 설계와 수학적 시뮬레이션을 수행하여 재형상 과정에서 전체 시스템의 협력을 검증합니다. 마지막으로 실험 결과가 설계되고 구현됩니다.
키워드: reconfigurable cable-driven parallel robot, base mobility, design, industrial applications, workspace, PID control.
Cable-driven parallel robots give a great number of potential advantages over serial robots, such as: higher accuracy, greater structural rigidity and higher payload-to-weight ratios. To compare with traditional rigid-link parallel robots, they have much larger translational workspace. Additionally, their low mass and inertial properties help to perform at higher speed and accleration. Nonetheless, beside listed above advantages, the cable-driven parallel robots also suffer from several disadvantage. Due to the unilateral characteristic of cable, the complexity of the design and analysis of the system is rised. In order to fully control system, the tensions in cables must always remain positive and at least, one degree of actuation redundancy is required. Cable-driven parallel robots also suffer from relatively small orientation workspaces. In order to deal with these limitations, various methods have been proposed.
Recently, reconfigurable robots have received great attention in order to reply to the fast increasing manufacturing requirements. The layout structure of reconfigurable robots can be changed to enhence productivity, save time processing as well as costs of manufacturing process. In this paper, we present a reconfigurable cable-driven prallel robot system with base mobility named as reconfigurable cable-driven parallel robot (RCDPR). The conceptual design and analysis of the reconfigurable cable-driven parallel robot are shown. An experimental pototype of the reconfigurable cable-driven parallel robot with sliding mechanism of actuators is developed. A common configuration of RCDPR is analyzed as a case study. Then, the PID controller design and numerial simulation are carried out to verify the cooperaion of whole system during reconfiguraion process. Finally, experiment results are designed and implemented.
Keywords: reconfigurable cable-driven parallel robot, base mobility, design, industrial applications, workspace, PID control.
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