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고중량물 설치작업에서 작업 성능을 향상시키기 위한 직관적인 조작 가능한 인간로봇 인터페이스 시스템

Title
고중량물 설치작업에서 작업 성능을 향상시키기 위한 직관적인 조작 가능한 인간로봇 인터페이스 시스템
Other Titles
Intuitively manipulatable HRI system to improve the work performance in heavy material installation
Author
길명수
Advisor(s)
한창수
Issue Date
2016-08
Publisher
한양대학교
Degree
Doctor
Abstract
본 연구는 패널유리와 같은 건설 마감재를 직감적으로 설치 하기 위한 인간 로봇 인터페이스 시스템에 대해 나타낸다. 건설 작업은 작업자가 다양한 환경에서 작은 자재에서부터 중량의 자재까지 핸들링 하는 독특한 특징이 있다. 이러한 독특한 작업 환경에서 생산성 및 작업효율을 높이기 위해 인간 로봇 협업 기술이 적용되고 있다. 여기에서 인간 로봇 협업 기술은 인간의 제어기술과 로봇의 물리적인 능력이 함께 사용되는 기술이다. 건설 현장에서 패널유리 설치 작업은 많은 노동력과 작업자의 주의가 필요한 작업이다. 이러한 패널유리 설치 작업을 수행하기 위해 다양한 유리 설치 로봇이 연구 및 적용되었다. 하지만 이러한 유리 설치 로봇은 작업자에 의한 설치 방법에 비해 작업 효율이 낮은 문제점이 있다. 이에 본 논문에서는 직감적인 조작 가능한 인간 로봇 인터페이스 시스템을 유리설치 로봇에 적용하여 작업 효율을 향상 시킬 수 있도록 한다. 여기에서 직감적인 조작이란 작업자에 의한 유리설치 작업을 모방하여 패널유리를 조작하는 것으로 정의한다. 본 논문에서는 유리설치 작업을 모방하기 위해 작업자에 의한 유리 설치 작업 공정과 기존의 유리설치 로봇에 의한 유리 설치 작업 공정을 분석하였다. 인간 로봇 인터페이스 시스템은 패널 유리의 순간회전중심축과 작용점의 위치와 자세를 측정하고, 작업자의 작업 의도에 비례하여 로봇 end-effector의 경로를 생성한다. 이에 인간 로봇 인터페이스 시스템은 작업자의 의도를 입력 받는 intuitive manipulation device(IMD)와 순간회전중심축의 위치와 자세를 측정하는 detecting sensor module 그리고 로봇의 경로를 생성하는 메인 제어기로 구성된다. IMD는 작업자의 의도를 입력 받기 위해 3축 조이스틱을 사용하였고, detecting sensor module은 패널유리 순간회전중심축의 두 포인트를 측정한다. HRI 시스템의 메인 제어기의 알고리즘은 순간회전중심축 작업모드와 로봇EEF 작업모드로 구성된다. 또한 본 논문에서는 유리설치로봇을 대신하는 6자유도 산업용 로봇의 기구학 분석 및 로봇 제어 알고리즘을 나타낸다. 그리고 HRI 시스템을 적용한 패널유리 설치 작업의 성능을 검증하기 위해 조이스틱 값의 변화율과 설치 작업 시간을 측정하였다.
URI
https://repository.hanyang.ac.kr/handle/20.500.11754/125858http://hanyang.dcollection.net/common/orgView/200000486608
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GRADUATE SCHOOL[S](대학원) > MECHATRONICS ENGINEERING(메카트로닉스공학과) > Theses (Ph.D.)
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