선박장비의 상태 점검을 위한 4족보행로봇용 경량 매니퓰레이터 설계

Q: 이 논문에서 정의한 경량 매니퓰레이터란 무엇인가?

4족 보행 로봇에 탑재하여 선박 장비의 상태를 점검하기 위해 특별히 설계된 가벼운 로봇 팔을 의미한다. 이는 선박 내 협소한 위치와 위험한 환경에 노출된 주요 장비의 육안 점검을 가능하게 하며, 특정 자세 요구 조건을 만족시키도록 설계된 기구 구조를 가진다.

Q: 선박 장비 점검용 경량 매니퓰레이터의 설계 및 해석 효율을 높이는 방법은 무엇인가?

연구 결과, MATLAB Robotics toolbox를 활용하여 다물체 동역학 모델링을 구현함으로써 경로 계획과 모션 토크 해석을 동시에 진행하였다. 이를 통해 경로 생성 및 자세 유지를 위한 토크 값을 신속하게 계산하여 최적의 관절 모터를 선정하고 설계 절차의 속도를 높였다.

송현민; 정세현; 허덕현; 배경원; 김선제

doi:10.3744/SNAK.2024.61.6.411

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저자정보: 송현민 (충남대학교) 정세현 (충남대학교) 허덕현 (삼성중공업) 배경원 (삼성중공업) 김선제 (충남대학교)

저널정보: 대한조선학회 대한조선학회 논문집 대한조선학회논문집 제61권 제6호(통권 제258호)

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In order to inspect the main equipment of ships, condition inspection methods using quadruped walking robots that can overcome various obstacles is being actively researched. However, quadruped robots have a limited pay-load capacity due to torque limitations in their joints, and as a result, it is necessary to secure a lightweight manipulator that can carry equipment for inspection. In this paper, the mechanism of lightweight manipulator for a quadruped walking robot was derived by analyzing its working space, and the motor requirements were determined through manipulator path generation and mechanism dynamics analysis using multi-body dynamics simulations with MATLAB Robotics and ADAMS software. Finally, experimental verification was conducted through a manipulator prototype. The procedures of this study will be useful in designing a manipulator to control buttons and knobs of main equipment.

#Ship equipments(선박 장비) #Condition monitoring(상태 점검) #Lighteweight manipulator(경량 매니퓰레이터) #Inspection robot(검사 로봇) #Multi-body dynamics(다물체동역학)

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대상 및 방법론
분석 및 수행
결과 및 의의

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