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이찬 연구실
영남대학교 로봇공학과 이찬 교수
로봇 모션 컨트롤
Disturbance Observer
Sensor-less impedance
기본 정보
연구 분야
프로젝트
논문
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이찬 연구실

영남대학교 로봇공학과 이찬 교수

이찬 연구실은 로봇공학과를 기반으로 로봇의 모션 제어와 액추에이터 성능 해석을 수행합니다. Series Elastic Actuator의 탄성 구조가 토크/힘 제어 대역폭을 제한하는 원인을 분석하고, MTT 및 최대 토크 대역폭 개념으로 설계 파라미터를 평가합니다. 또한 disturbance observer 기반 reduced-order nominal model 모션 제어와 torque sensor-less impedance control, sensorless admittance 제어를 통해 추종성과 렌더링 성능을 향상합니다. 더불어 야외 이동 로봇용 진동 절리기 설계 및 가변 관성 장치에 대한 특허/과제를 연계하며, 멀티스펙트럴 희소 라벨 보행자 탐지와 딜리버리 로봇의 상황 인식 응용을 병행합니다.

로봇 모션 컨트롤Disturbance ObserverSensor-less impedanceSeries Elastic ActuatorVibration isolator
대표 연구 분야
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Series Elastic Actuator 기반 토크 전달 한계 규명 및 고성능 제어 연구 thumbnail
Series Elastic Actuator 기반 토크 전달 한계 규명 및 고성능 제어 연구
High-performance Torque Control for Series Elastic Actuators through Transmissibility Analysis
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연구 성과 추이
표시된 성과는 수집된 데이터 기준으로 산출되며, 일부 차이가 있을 수 있습니다.

5개년 연도별 논문 게재 수

10총합

5개년 연도별 피인용 수

55총합
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
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2026
Design and Analytical Modeling of a Unidirectional Series Elastic Actuator with Tension-Spring-Based Rotational Stiffness Mechanism
Deokgyu Kim, Jiho Lee, Chan Lee
IF 2.3 (2026)
Actuators
This study proposes a tension-spring-based unidirectional rotational stiffness mechanism (TS-URM) and its implementation in a Unidirectional Series Elastic Actuator (USEA). Unlike conventional bidirectional rotary SEAs, the proposed design is structurally optimized for unidirectional torque transmission, improving deformation utilization efficiency in pulling-type applications. An analytical model was derived to establish the geometric relationship between spring elongation and rotational deformation, enabling explicit formulation of the torque–angle relationship. The influence of the installation angle on stiffness linearity was systematically analyzed, and a multilayer spring configuration was optimized to achieve a target rotational stiffness of approximately 42 Nm/rad. A preload adjustment mechanism was incorporated to eliminate nonlinear behavior in the initial operating region. Experimental results validated the analytical model and demonstrated stable unidirectional force control up to 130 N with steady-state errors within 1 N. The proposed mechanism provides predictable stiffness characteristics and an efficient structural solution for compact USEA systems.
https://doi.org/10.3390/act15040180
Stiffness
Actuator
Mechanism (biology)
Torque
Spring (device)
Control theory (sociology)
Series (stratigraphy)
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2025
Design and Control of a Novel Steer-by-Wire System for Marine Vessels
Deokgyu Kim, Chan Lee
IF 2.8 (2025)
Journal of Marine Science and Engineering
This paper proposes a novel steer-by-wire (SBW) system for marine vessels as a viable alternative to conventional hydraulic steering systems. By replacing mechanical linkages, the proposed SBW system enhances responsiveness, reduces complexity, and minimizes operator fatigue. Designed with a power transmission mechanism suited to maritime environments, it features a modular architecture that allows for seamless integration into existing vessels. Onboard experimental studies quantify the forces required for steering, establishing design criteria for the SBW system, while a disturbance observer (DOB)-based velocity controller improves tracking performance under unpredictable maritime conditions. Moreover, a sensorless admittance control strategy enables steering-feel rendering without the need for additional force sensors, thereby simplifying the overall design. Analyses of stiffness and damping characteristics further reveal that individual and combined tuning of these coefficients allows for customizable steering feel tailored to diverse operator requirements.
https://doi.org/10.3390/jmse13030582
Marine engineering
Control (management)
Engineering
Oceanography
Geology
Computer science
Artificial intelligence
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2025
Design and Control of a Dual-stage Vibration Isolator for Outdoor Mobile Robots
Deokgyu Kim, Hakjun Lee, Chan Lee
IF 2.9 (2025)
International Journal of Control Automation and Systems
https://doi.org/10.1007/s12555-025-0539-y
Payload (computing)
Skyhook
Mobile robot
Control theory (sociology)
Vibration
Robot
Underactuation
Decoupling (probability)
Mechatronics
최신 정부 과제
8
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1
2024년 2월-2029년 2월
|2,951,529,000
첨단로봇산업전문인력양성
첨단로봇 산업 분야를 선도할 산업계 수요 중심의 석·박사 혁신인재 양성 ㅇ 필수지표 - 수혜인원 551명, 배출인원 188명, 취업 152명, 취업률 85%, 산학프로젝트 지원과제 199건, 산학프로젝트 참여인원 260명, 교과목 개발 32건, 교과목 개선 30건 ㅇ 자율지표 - 논문 SCI 27건/비SCI 211건, 산업재산권(특허 등) 13...
첨단로봇산업업
선도
산업수요중심
전문인재
인력양성사
2
2022년 3월-2024년 12월
|686,300,000
다층 건물 내 맞춤형 식음료 배송 서비스를 위한 AI 기반 상황 인식 및 셀프 밸런싱 선반을 갖춘 지능형 딜리버리 로봇
o 상용 딜리버리 로봇 설계 및 제작 o 층간이동 자율주행 로봇 기술이 탑재된 로봇 - 무인 카페 연동 기술 고도화o 기술 통합 및 통합 주행 알고리즘 고도화o 딜리버리 로봇 개발 플랫폼 및 세부 모듈의 실증을 통한 안정화 및 고도화o AI 기반 휴먼 세이프티 기술 안정화 및 고도화o 로봇과의 연동을 통한 음료 인식 및 상태 모니터링 기술 검증 및 고도...
딜리버리 로봇
휴먼 세이프티
셀프 밸런싱 선반
로봇 바리스타
원격 지원
3
주관|
2022년 3월-2024년 12월
|577,000,000
다층 건물 내 맞춤형 식음료 배송 서비스를 위한 AI 기반 상황 인식 및 셀프 밸런싱 선반을 갖춘 지능형 딜리버리 로봇
본 과제는 병원, 오피스, 호텔 등 다층 건물 안에서 사람이 직접 이동하지 않아도 음료와 식음료를 안전하게 전달할 수 있도록 지능형 딜리버리 로봇을 개발하는 연구임. 로봇이 스스로 길을 찾고 사람을 인식하며, 이동 중에도 음료가 쏟아지지 않도록 균형을 유지하는 기술을 통해 건물 내 배송 서비스를 자동화하는 개념임. 연구 목표는 이륜구동방식 딜리버리 로봇 시제품과 버튼조작용 소형 다관절 기구부를 개발하고, 2D LiDAR 기반 지도 작성 및 정밀 측위, 최적 경로 계획을 통해 단층 자율 주행 성능을 고도화하는 것임. 핵심 연구 내용은 시멘틱 분할 및 깊이 동시 추정 기반 휴먼 세이프티 인지 기술, 실시간 음료 검출 기술, 능동형 현가가 가능한 셀프 밸런싱 선반과 냉·온 보관이 가능한 2단 음료 챔버 설계, 로봇 바리스타 설치 및 지원으로 구성됨. 기대 효과는 딜리버리 로봇 하드웨어 플랫폼과 AI 융합형 주행·인지·판단 기술 확보, 건물 내 로봇 운용을 통한 센서 데이터 기반 디지털 인프라 구축, 차별화된 식음료 배송 서비스 경쟁력 확보임.
딜리버리 로봇
휴먼 세이프티
셀프 밸런싱 선반
로봇 바리스타
원격 지원
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2023딜리버리 로봇1020230118304
공개2023노면 주파수 기반의 서스펜션 최적화시스템1020230002263
등록2022가변 관성 장치1020220155554
전체 특허

딜리버리 로봇

상태
등록
출원연도
2023
출원번호
1020230118304

노면 주파수 기반의 서스펜션 최적화시스템

상태
공개
출원연도
2023
출원번호
1020230002263

가변 관성 장치

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220155554

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