RnDCircle Logo
김한성 연구실
경남대학교 기계공학부 김한성 교수
적응형 그리퍼
순응 메커니즘
유연조인트
연구 영역
기본 정보
논문·특허
과제
구성원

김한성 연구실

경남대학교 기계공학부 김한성 교수

김한성 연구실은 기계공학부에서 로봇 기구 설계와 최적설계를 기반으로 적응형 그리퍼와 순응 메커니즘을 연구합니다. 외력에 의해 변형되는 유연조인트 구조를 설계하여 힘 또는 모멘트를 측정하는 순응 센싱 기술을 다룹니다. 또한 직선 실린더 배열을 갖는 흡착식 적응형 그리퍼를 통해 압력 조건에서 적응 수단의 후퇴 거동을 활용하고, 진공 수단과 스토퍼를 결합하여 흡착 안정성과 흔들림 저감을 구현합니다. 다품종 생산을 위한 고출력 밀도 모터 적용 하이브리드 그리퍼 기술개발 과제를 수행하며 10kg 핸들링이 가능한 형상적응형 핑거 구동을 목표로 기술을 축적합니다.

적응형 그리퍼순응 메커니즘유연조인트힘-모멘트 센싱기구 설계
대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
유연조인트 기반 순응 메커니즘 및 힘-모멘트 센싱 연구 thumbnail
유연조인트 기반 순응 메커니즘 및 힘-모멘트 센싱 연구
Compliance Mechanism with Flexible Joints for Force/Moment Sensing Research
연구 분야 상세보기
연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.
최신 논문
10
논문 전체보기
1
Article
|
·
인용수 0
·
2026
SELF-BALANCING ROBOTIC-ASSISTED KNEE–ANKLE–FOOT ORTHOSIS (RA-KAFO) FOR IMPROVING GAIT AND REDUCING EFFORT IN INCOMPLETE SPINAL CORD INJURY REHABILITATION: A CASE STUDY
Seonmi Park, YUNHWAN KIM, Haeun Park, H.S. Cho, Hyuk-Jae Choi, Myungsook Park, Byeong Jong Lee, Jongeun Choi, HAN SUNG KIM, JOSHUA YOU
IF 0.6 (2026)
Journal of Mechanics in Medicine and Biology
이 사례 연구는 불완전한 요추 4–5 척수손상(SCI)을 가진 52세 남성에서 새롭게 개발된 자가 균형(자율 균형) 로봇 보조 무릎–발목–발 보조기(RA-KAFO)가 보행 기능과 신체적 노력 감소에 미치는 영향을 조사하였다. 참여자는 세 가지 조건에서 보행 보행 시험을 수행하였다: 보조기(목발)로 하는 평지 보행, 목발을 사용하는 RA-KAFO, 그리고 자가 균형 RA-KAFO. 이러한 시험은 편안한 보행 속도와 빠른 보행 속도 모두에서 실시되었다. 결과는 자가 균형 RA-KAFO에서 유의미한 개선을 보였으며, 기능적 보행 분류(FAC) 점수 증가, 지각된 노력도(RPE) 감소, 10미터 걷기 검사 속도 향상, 무릎 관절 운동학의 정상화가 포함되었다. 이러한 결과는 자가 균형 RA-KAFO가 기존의 보조기 시스템에 비해 더 우수한 보행 안정성과 효율성을 제공할 수 있음을 시사하며, SCI 재활에서 효과적인 중재로서의 잠재력을 보여준다.
https://doi.org/10.1142/s021951942640035x
Gait
Spinal cord injury
Preferred walking speed
Gait analysis
Rehabilitation
Lumbar
Exertion
2
Article
|
인용수 0
·
2025
SURVEY ON SOCIALLY INTEGRATED WEARABLE GAIT ROBOTS IN 192 CHILDREN AND ADULTS WITH GAIT DYSFUNCTION: A NEW ROBOT STRATEGY AND DESIGN
Yujin Na, JIWON SHIN, YUNHWAN KIM, Seonmi Park, SUYOUNG LEE, MYUNGSOOK PARK, Byeong Jong Lee, Jongeun Choi, Han Sung Kim, Joshua H. You
IF 0.6 (2025)
Journal of Mechanics in Medicine and Biology
보행 재활을 위한 로봇 보조 기술은 기능적 손상과 활동 제한에 초점을 맞춤으로써 신경학적 질환으로 인한 보행 기능장애를 완화한다. 그러나 이러한 접근은 흔히 손상, 활동 제한, 사회적 지역사회 참여를 포함하는 기능과 건강에 관한 국제분류(International Classification of Functioning, ICF) 영역을 다루는 통합적 로봇 설계를 등한시한다. 신경학적 보행 기능장애를 가진 개인을 대상으로 사회적 통합을 위한 최적의 웨어러블 보행 보조 로봇을 개발하기 위하여, 포괄적 로봇 설계 조사(robot design survey)를 수행하였으며, 이 과정에서 모든 연령대의 보행 기능장애 환자 192명을 포함한 조사를 실시하여 중요한 인구통계학적 및 임상적 결과 변수와 관련 로봇 설계 특성을 파악하였다. 자료는 정성적, 상관, 그리고 [Formula: see text] 분석을 [Formula: see text]에서 이용해 분석하였다. 본 조사 자료는 기능적 보행 분류와 로봇에 대한 인식([Formula: see text]), Timed Up and Go(TUG)와 로봇 만족([Formula: see text]), 거친운동기능분류척도(Gross Motor Function Classification Scale, GMFCS) 수준과 로봇을 사용하려는 이유([Formula: see text]) 및 사회 참여 간의 중요한 관계를 개인적 및 환경적 맥락 요인을 고려하여 확인하였다. TUG 점수가 낮을수록 로봇 만족이 높게 나타난다는 상관 결과는 이동에 어려움이 있는 사용자가 웨어러블 보행 보조 로봇(“MIRACLE”)으로부터 더 큰 이익을 얻는다는 점을 시사하며, 이에 따라 보행 속도가 느리거나 균형 손상이 더 큰 개인을 위해 사용 용이성과 안정성을 추가로 최적화하기 위해 인터페이스 및 제어 메커니즘을 정교화하고자 한다. 이는 궁극적으로 보다 맞춤화된 보조와 로봇 장치에 대한 사용자 상호작용의 개선으로 이어진다. 본 조사 자료는 보행 기능장애가 있는 소아 및 성인 집단의 이동성, 독립성, 그리고 사회적 통합을 향상시킬 효과적인 사회적으로 통합된 로봇 시스템의 설계에 기여할 수 있다. 본 연구 결과가 MIRACLE 로봇의 설계와 기능에서 의미 있는 개선으로 어떻게 이어지는지를 보다 명확히 제시하기 위해, 초록에서 이러한 연관성을 부각시키고자 하였으며, 이는 이동성 및 사용자 만족을 향상시키는 궁극적 목표와 일치한다.
https://doi.org/10.1142/s021951942540007x
Gait
Wearable computer
Robot
Physical medicine and rehabilitation
Gait analysis
Psychology
Computer science
Human–computer interaction
Artificial intelligence
Medicine
3
Article
|
·
인용수 0
·
2025
VALIDITY AND TEST–RETEST RELIABILITY OF AN INDEPENDENT SELF-BALANCED, SOCIALLY INTEGRATED GAIT-ASSISTED ROBOTIC SYSTEM FOR HIP AND KNEE JOINT KINEMATICS IN REHABILITATION
Haeun Park, JAEWOONG HAN, Taekwon Ga, JIWON SHIN, Jongeun Choi, Han-Sung Kim, MYUNGSOOK PARK, Yong Wook Kim, Jun Young Yoon, Joshua H. You
IF 0.6 (2025)
Journal of Mechanics in Medicine and Biology
웨어러블 로봇 보조 보행 기술은 보행 장애를 가진 수백만 명에게 새로운 가능성을 가져왔지만, 독립적 이동을 돕는 자기 균형 로봇은 아직 부족한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 공백을 메우기 위해 지역사회 거주 보행을 목적으로 한 워커 기반 자기 균형 로봇인 Miracle을 개발하였다. 그러나 이 시스템의 동시 타당도와 신뢰도는 본 연구 이전에 평가된 바 없었다. 본 연구의 목적은 Vicon 보행 분석 시스템(골드 스탠더드)에서 얻은 측정값과 비교함으로써 Miracle 시스템의 운동학적 측정값에 대한 동시 타당도와 신뢰도를 확립하는 것이었다. AI(인공지능) 향상형 센싱을 포함하는 고도화된 Miracle 로봇 시스템을 Vicon 모션 캡처 시스템과 대조하여 시험하였으며, Vicon 모션 캡처 시스템은 8개의 적외선 카메라(Vicon Motion Systems, Oxford, UK)를 장착하고 있었다. 고관절과 슬관절의 각 변위 측정을 타당화하기 위해 두 시스템의 측정값을 비교하였다. 데이터는 Python 소프트웨어를 사용하여 분석하였다. Miracle 시스템은 동시 타당도에서 우수한 성능을 보였으며, [Formula: see text] 값은 0.913에서 0.999 범위였다. 또한 느린 보행과 빠른 보행 조건 모두에서 고관절 및 슬관절에 대해 급내상관계수(intraclass correlation coefficients)가 0.927에서 0.982 범위로 나타나 강한 검사-재검사 신뢰도를 보였다. 이러한 결과는 Miracle 시스템의 정확성과 신뢰성을 확인하며, 재활 환경에서의 임상적 적용을 지지한다. 이 시스템이 제공하는 정밀한 운동학적 데이터는 임상가가 맞춤형 보행 훈련 프로토콜을 개발하는 데 기여할 수 있고, 보행 장애가 있는 환자에게 독립적이고 안전한 보행을 가능하게 하여 실제 환경에서의 이동성 및 사회적 통합을 향상시킬 수 있다.
https://doi.org/10.1142/s0219519425401098
Concurrent validity
Gait
Intraclass correlation
Kinematics
Motion capture
Reliability (semiconductor)
Gait analysis
Rehabilitation
최신 정부 과제
6
과제 전체보기
1
2022년 7월-2024년 8월
|189,250,000
주조, 가공, 조립 공정의 다품종 생산을 위한 고출력 밀도 모터 적용 10kg 핸들링이 가능한 하이브리드 그리퍼 기술개발
O 형상, 무게, 강도의 변화에 유연하게 대응되며, 물체를 안정적이고 정밀하게 파지하는 고출력 밀도 전동기 적용 하이브리드형 전동 그리퍼 기술개발 - 고강성 관절 메커니즘과 형상적응형 핑거의 융합 기술로 다양한 크기와 형상의 물체를 안정적으로 파지하는 그리퍼 기술개발 - 고출력 밀도의 전동기의 개발 적용으로 컴펙트+고파지력 실현 기술개발 - 주조, 가공, ...
그리퍼
다품종 생산
형상적응형 핑거
2중공극 버니어 전동기
초고출력
2
주관|
2022년 3월-2023년 3월
|52,335,000
힘/토크 모니터링 두절개 공정용 로봇 툴 및 비정형 대상물 실시간 3D 형상측정 기술 개발
본 과제는 돼지 도축 과정 중 머리를 절단하는 '두절개 공정'을 자동화하기 위한 로봇 기술 개발 연구임. 로봇이 돼지의 머리 형상을 실시간으로 정확하게 측정하고, 절단 시 발생하는 힘과 토크를 감지하여 정밀하게 작업할 수 있는 로봇 툴을 개발하는 것이 핵심임. 연구 목표는 힘/토크 모니터링 기능의 돈 두절개 로봇 툴과 비정형 대상물 실시간 3D 형상측정 기술 개발임. 이를 위해 적응형 그리퍼 및 힘/토크 모니터링 로봇 툴 개발을 통해 공정 작업 모니터링 알고리즘을 확보하며, 고속/고정밀 2D Lidar 기반 비정형 돈체 3D 형상측정 기술 개발을 목표로 함. 13kN 이상 절단력 및 국내 로봇 인터페이스 장착을 확보함. 핵심 연구 내용은 고 절단력 유압커터와 돈체 형상 변형 가능한 적응형 그리퍼의 설계 및 개발임. 또한, 힘/토크 측정 순응장치, 두절개 작업 모니터링, 3D 형상측정 및 로봇 작업좌표 연산 알고리즘 개발이 포함됨. HRC 6축 산업용 로봇 기반 데모 라인 구축 및 실험을 통해 검증이 수행됨. 기대 효과는 비정형 형상물 3D 형상측정 및 정밀 제어 기술 확보를 통한 과학·기술적 발전임. 사회적으로는 작업자 근골격계 질환 예방 및 안전 확보, 신규 기술 인력 유입 예상됨. 경제적으로는 수입 로봇 툴 국산화로 가격 부담 절감, 로봇 자동화 도입으로 생산성 향상 및 원가 절감, 관련 설비 판매 증가에 기여함.
두 절개
적응형 그리퍼
순응장치
F/T 센서
2D Lidar
3
주관|
2020년 4월-2021년 12월
|207,200,000
다품종 혼류생산용 공작기계 장탈착 스마트 로봇시스템 개발
본 과제는 여러 종류의 제품을 한 생산 라인에서 만드는 '다품종 혼류생산' 방식에 맞춰, 공작기계에 부품을 자동으로 넣고 빼는 '장탈착' 작업을 수행하는 스마트 로봇 시스템을 개발하는 연구임. 연구 목표는 기존의 고비용, 대면적 공작기계 장탈착 로봇 시스템의 한계를 극복하고, 다품종 혼류생산에 최적화된 스마트 로봇 시스템을 개발하는 것임. 이를 위해 공작기계 장탈착용 최적형 다관절 로봇과 유연한 소재 적재를 위한 서랍형 및 원형 정렬 적재대, 다품종 그리퍼 시스템을 개발하며, 로봇, 컨트롤러, 적재대 일체형 독립 구조로 이동성을 향상시키고 작업자 안전 기능을 통합하는 데 있음. 핵심 연구 내용은 ㈜디엠테크놀러지가 6축 다관절 로봇과 소재 적재 시스템(10kg, 25kg용)을 설계 및 개발하고, 통합 시스템의 제어 및 사용자 소프트웨어를 개발하는 것임. 경남대학교 산학협력단은 로봇 기구부의 구조 및 동역학 해석을 통한 최적설계와 시뮬레이션을 수행함. 기대 효과는 국내 최초의 다품종 혼류생산용 장탈착 통합형 로봇 시스템 개발을 통해 신규 시장을 창출하고 제조 산업의 효율화 및 경쟁력을 확보하는 것임. 다양한 산업 분야의 생산 공정 효율화에 기여하며, 경남지역의 일자리 창출 및 제조업 매출 증대 등 지역 경제 발전에도 크게 이바지할 것으로 전망됨.
기능성화장품
동백
동백나무
아임계수추출
천연화장품
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
공개2023드럼 커플링 자동화 로봇 및 드럼 커플링 자동화 방법1020230032818
등록2023특이점을 이용한 6축 순응장치1020230027021
공개2023두절개 장치1020230017819
전체 특허

드럼 커플링 자동화 로봇 및 드럼 커플링 자동화 방법

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230032818

특이점을 이용한 6축 순응장치

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230027021

두절개 장치

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230017819