적층형 메커니즘을 기반으로 한 병렬 메커니즘 햅틱장치의 개발 및 해석

Abstract

로봇 기술의 발달로 로봇을 활용한 응용 분야들의 연구가 활발히 진행 중이며, 그 중 한 분야가 수술 로봇 분야 이다. 의사가 수술 시 도구를 사용하여 느끼는 힘과 촉감은 수술로봇을 사용할 때에도 동일하게 느낄 수 있어야 한다. 이때 필요한 것이 햅틱 디바이스이며, 손 떨림을 제거 기능과 장시간 사용 시에 피로도를 최소화 할 수 있도록 설계 되어야 한다. 또한 사용자가 작업하는 영역을 침범하지 않아야 한다. 본 논문은 카운터 하중과 스프링을 통해 중력보상 기능을 가지는 적층형 병렬메커니즘 기반의 새로운 3T1R 형태의 햅틱 장치를 제안한다. 이 메커니즘은 기존의 Delta 로봇과 Quadrupteron구조와는 다른 구조이며, 2 개의 Chain이 대칭으로 이루어져 있으며, XYZ Transformation과 1개의 Rotation 을 생성한다. 이 메커니즘에 대한 기구학 모델링 및 해석을 수행하였으며, 이를 통해 최적의 기구학 파라메터를 결정하고 실제 제작을 통해서 밸런싱 기능을 확인한다.