로봇의 개요및 이족보행 로봇 정리

본문내용

확한 타이밍에 로봇을 작동하게 만드는 역할을 한다.
제어에는 미리 정해진 동작 순서나 조건에 따라 제어의 각 단계를 순차적으로 진행하는 시퀸스 제어(Sequence Control)와 각 동작 단계에서 나타난 제어 상태를 확인, 검사해가면서 진행하는 피드백제어(Feedback Control)가 있다.
3차원 공간에서 로봇의 손과 발의 위치와 자세를 결정하여 위치 정보로 그것을 표현하도록 제어하는 것을 위치결정 제어라 한다. 위치 정보는 시간에 따라 연속적으로 변화하는데 어떤 순차적인 경로를 따른다. 시간을 매개변수로 하여 경로를 따라 연속적으로 3차원 공간속에서 이동하도록 제어하는 것을 경로결정제어라고 한다.
로봇이 3차원 공간의 한 장소에서 작업을 하고 그로부터 떨어진 다른 장소에서 다음 작업을 수행하도록 하는 것을 되풀이 하도록 제어하는 것을 PTP제어(Point To Point Control)라고 하며, 이는 위치 결정 작업의 반복이다. 경로 결정 제어 하에서 작업하도록 제어하는 것을 CPC제어(Continuous Path Control)라고 부른다.
로봇 워크스테이션(Workstation)
로봇 워크스테이션이란 로봇과 컴퓨터로 제어되는 자동 기계들 그리고 여러 가지 주변 기기들로 이루어진 시스템을 말한다. 로봇 워크스테이션을 제어하기 위하여 기계들과 컴퓨터, 그리고 산업용 로봇들 간의 접속이 필요하다. 로봇 워크스테이션들은 접속을 위한 저마다의 제어 구조를 갖고 있으며 이들은 크게 계층적 제어구조와 로봇 중심적 제어구조로 분류된다.
계층적 제어 구조에서는 로봇 워크스테이션 안에 있는 로봇과 기계들간에 직접적인 연결을 갖지 않는다. 중앙에 감독 컴퓨터 하나를 두고 로봇 워크스테이션 안의 모든 것들을 감독, 컴퓨터를 통해 로봇과 간접적으로 연결하고 기계 및 로봇과의 의사 소통과 작업 수행을 단계적으로 제어한다.
로봇 제어장치

CNC Machine
제어 장치
⇔
감독 컴퓨터
⇔
CNC Machine
제어 장치

CNC Machine
제어 장치
로봇 중심적 제어 구조는 감독 컴퓨터를 로봇 워크스테이션 내에 별도로 두지 않고 로봇 제어 장치에 있는 I/ O모듈(Input/ Output Module)을 이용하여 다른 기계들과 직접의사소통 한다. 로봇 제어장치는 일반적으로 그 용량이 작고 I/ O모듈의 숫자가 한정되어 있어서 연결할 수 있는 기계들의 수가 적으므로 감독 컴퓨터를 사용하는 것보다 제어 기능에 여러 가지 제약을 받는다는 단점이 있다. 하지만 제어 장치끼리 직접 연결되므로 제어 속도면에서 계층적 제어 구조보다 빠르다.
CNC Machine
제어 장치

CNC Machine
제어 장치
⇔
로봇 제어 장치
⇔
CNC Machine
제어 장치

CNC Machine
제어 장치
동력원
로봇을 움직이기 위한 동력원으로서는 전기, 유압, 공기압이 사용되고 있다.
전기는 외부로부터 공급되는 전원을 필요에 따라 간단히 변형하여 사용할 수 있고 이동이 편리하며 가장 일반적인 동력원이다.
유압은 적정한 압력을 얻기 위한 장치로써 펌프, 여과기, 조절기 등이 필요하며, 각 로봇마다 독립적인 유압 장치가 별도로 필요하다. 공기압은 일반적으로 별도의 시설에서 중앙 집중 공급 식으로 일정한 압력의 압축 공기를 만들어 연결 관을 통해 로봇으로 공급한다.
전기식
유압식
공기압식
조작력
작은 것부터 중간정도의 힘이 생긴다. 보통 회전력으로 사용된다.
매우 큰 힘이 생긴다.
회전력으로도 직선운동력 으로도 사용할 수 있다.
큰 힘이 생기지 않는다.
보통 직선 운동력으로 사용한다.
응답성
중
저관성 Servo-Motor의 개발에 의해 좋게 되었고, 중 소 출력의 것으로는 유압에 가깝게 되어 있다.
대
Torque-관성비가 크고 고속응답을 쉽게 얻을 수 있다.
소
일반적으로 고송응답이 곤란하다. 배관계에서 손실이 적기 때문에 단순한 동작의 경우 유압보다 빠른 응답도 얻을 수 있다.
크기(중량)
Print-Motor등에 의해 많이 개선되었다. 넓은 범위의 Size가 얻어질 수 있다.
무겁다. 출력/크기가 매우 높다. 그러나 유압 Power Unit가 꽤 큰 공간을 차지한다.
유압에 비하여 작다.
소형, 저출력의 것은 이용 가치가 있다.
안전성
과부하에 약하다.
방폭을 고려할 필요가 있다.
기타의 안전성은 높다.
발열이 많이 있다. 과부하에 강하다. 화재의 위험이 있다.
과부하에 최고로 강하다. 발열은 없다. 인체에 위험도 작다.
사용의 편의성
주변기기를 일치시킬 수 있고 검사도 쉽다.
작동유의 관리, 관로의 관리, Filter 관리에 주의가 필요하다.
공급공기의 수분제거, 윤활의 첨가에 주의가 필요하지만 유압보다 쉽다.
수명
Thyristor의 Solid State 구동에 의해 개선되었다.
기름에 윤활성이 있기 때문에 기기의 수명은 길다
공기의 윤활성이 없기 때문에 유압 전기에 비하여 나쁘다.
가격
보통
가격, 운반비, 모두 높다
저렴하다.
2-1. 휴머 노이드 블록도
3. 기타 휴머노이드 로봇
와세다 대학 : 1965년부터 인공수족의 연고와 병행해 두 다리 모봇 개발을 추진. 1973년 외부장치와 연결하면 두 다리 보행과 1세 유아 정도의 커뮤니케이션, 시청각 능력을 지닌 ‘와봇 1호’를 세계 최초로 완성
1997년 3월 21일 7개 연구팀이 공동으로 추진해온 프로젝트 성과로 2종류의 신형 로봇을 공개 - 바퀴로 이동하는 ‘아다리’와 두 다리로 움직이는 ‘와비앙’
이다리는 인간의 안구와 거의 같은 속도로 움직이는 눈을 가지고 있음. 얼굴 전면으로 빛을 쏘이면 눈이 부신 듯 눈을 반쯤 감는다거나 빛에 따라 얼굴과 시선을 움직임. 자신에게 말을 거는 사람을 향해 얼굴을 움직이는 등 인간과의 커뮤니테이션에 주력한 로봇
와비앙 로봇 : 키 166cm, 몸무게 107kg의 이 로봇은 인간과 같은 속도로 걸을 수 있을 뿐 아니라 쟁반을 들고 균형을 유지할 수도 있음 그러나 아직 부분적으로 외부장치의 지원을 받아야함
신장 180cm, 체중 210kg으로 등에 업고 있는 배터리로 약 15분간 외부의 간섭이 없이 작업을 진행, 두 다리로 평지를 걸어 다니는 것은 물론 경사진 길과 계단도 자유롭게 오르내림.

키워드

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