매니퓰레이터 전역 성능 평가법의 제안 - 설계 변수 최적화를 통한 검증

Abstract

기존의 로봇의 전역 성능 평가방법의 단점과 한계를 극복하고자 주어진 운동 경로 및 작업 공간을 평가하기 위한 방법을 제안하였다. 평가 구간 내 평가 지표의 최소값, 평균값 그리고 표준편차를 이용한 방법으로 기존의 다양한 평가 지표에 적용 가능할 것으로 기대한다. 보유중인 연구용 로봇 팔에 토크-힘 전달 효율을 나타내는 Inertia Matching Index와 Condition number를 혼합한 변형 지표를 제안한 성능 평가 방법에 적용하였고 이를 이용하여 주어진 작업에 대한 설계 변수 최적화를 수행하였다. 기존 모델과 최적화 수행 후 모델의 힘과 토크의 비, 소모 토크 그리고 말단 장치에서의 힘을 비교하여 제안한 전역 성능 평가법의 사용 가능성을 검증하였다. ;For the improvement of existing evaluation method about the global performance of the robot, we propose an evaluation method along the trajectory or work space. This method, using a minimum, an average, and a standard deviation in the evaluation space is expected to apply any existing performance index. We propose a modified index, combining the Inertia Matching Index and the Condition Number and then apply it to evaluation method we proposed Parametric design optimization of a 7-DOF manipulator was conducted using a modified index and a proposed evaluation method. Then, the usefulness of the proposed evaluation method was verified through a comparison between an original model and an optimal model about three aspects; Force-torque ratio, consumed torque, and force of the end-effector.