실시간 초잉여 매니퓰레이터 형상 추정을 위한 센서 개수 및 배치
THE NUMBER AND PLACEMENT OF SENSORS FOR REAL-TIME SHAPE ESTIMATION OF HYPER-REDUNDANT MANIPULATOR
특허 요약
본 개시는 실시간 초잉여 매니퓰레이터 형상 추정을 위한 센서 개수 및 배치에 관한 것으로, 초잉여 매니퓰레이터에 대해 제로 모멘트 포인트를 검출하기 위한 모멘트 분석을 통해 초잉여 매니퓰레이터의 양단부들에 있는 두 개의 관절들에 마련되어, 초잉여 매니퓰레터의 형상을 추정하는 데 이용되는 센서 개수 및 배치를 제시한다. 다양한 실시예들에 따르면, 실시간 형상 추정을 위해 최적의 센서 개수 및 배치를 갖는 유연 로봇 및 그의 형상 추정 방법에서, 유연 로봇, 즉, 초잉여 매니퓰레이터는 복수의 관절들을 통해 일렬로 연결되는 복수의 연결 유닛들 및 양단부들에 있는 두 개의 관절들에 각각 배치되는 센서들을 포함하고, 센서들을 통해 두 개의 관절들에서의 관절 각도들을 각각 검출하고, 검출된 관절 각도들을 이용하여 연결 유닛들에 의해 형성되는 유연 로봇의 형상을 추정할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

유연 로봇에 있어서, 복수의 관절들을 통해 일렬로 연결되는 복수의 연결 유닛들; 양단부들에 있는 두 개의 관절들에 각각 배치되는 센서들; 및상기 센서들을 통해 상기 두 개의 관절들에서의 관절 각도들을 각각 검출하고, 상기 검출된 관절 각도들을 이용하여 상기 연결 유닛들에 의해 형성되는 상기 유연 로봇의 형상을 추정하도록 구성되는 프로세서를 포함하는,유연 로봇.

2

제 1 항에 있어서, 인접한 두 개의 연결 유닛들은 서로에 대해 요 회전 및 피치 회전이 가능하도록 연결되고, 상기 센서들의 각각은,상기 두 개의 관절들의 각각에서, 인접한 두 개의 연결 유닛들 사이의 요 및 피치를 각각 감지하도록 구성되는 요 센서부 및 피치 센서부를 포함하고,상기 프로세서는,상기 두 개의 관절들의 각각에서의 상기 요 및 피치를 기반으로, 상기 두 개의 관절들에서의 상기 관절 각도들을 검출하도록 구성되는,유연 로봇.

3

제 1 항에 있어서, 상기 프로세서는,상기 유연 로봇의 굽힘 각도를 모니터링하고, 상기 검출된 관절 각도들과 함께 상기 굽힘 각도를 이용하여 상기 형상을 추정하도록 구성되는,유연 로봇.

4

제 3 항에 있어서,상기 프로세서는, 상기 검출된 관절 각도들을 비교하여 상기 유연 로봇에 가해지는 외력이 있는 지의 여부를 판단하고, 상기 외력이 있으면, 상기 굽힘 각도에 대응하여 미리 저장된 상기 유연 로봇에서의 제로 모멘트 포인트(zero moment point; ZMP)를 확인하고, 상기 검출된 관절 각도들과 상기 제로 모멘트 포인트에서의 관절 각도로부터 상기 복수의 관절들에 대한 관절 각도들을 결정하여, 상기 형상을 추정하도록 구성되는,유연 로봇.

5

제 4 항에 있어서,상기 프로세서는, 상기 외력이 없으면, 상기 복수의 관절들에 대한 관절 각도들이 상기 굽힘 각도를 상기 복수의 관절들의 개수로 나눈 값과 각각 동일한 것으로 결정하여, 상기 형상을 추정하도록 구성되는,유연 로봇.

6

복수의 관절들을 통해 일렬로 연결되는 복수의 연결 유닛들을 포함하는 유연 로봇의 형상 추정 방법에 있어서,양단부들에 있는 두 개의 관절들에 각각 배치되는 센서들을 상기 두 개의 관절들에서의 관절 각도들을 각각 검출하는 단계; 및상기 검출된 관절 각도들을 이용하여 상기 연결 유닛들에 의해 형성되는 상기 유연 로봇의 형상을 추정하는 단계를 포함하는,형상 추정 방법.

7

제 6 항에 있어서, 상기 연결 유닛들은 서로에 대해 요 회전 및 피치 회전이 가능하도록 연결되고, 상기 센서들의 각각은,상기 두 개의 관절들의 각각에서, 인접한 두 개의 연결 유닛들 사이의 요 및 피치를 각각 감지하도록 구성되는 요 센서부 및 피치 센서부를 포함하고,상기 관절 각도들을 각각 검출하는 단계는,상기 두 개의 관절들의 각각에서의 상기 요 및 피치를 기반으로, 상기 두 개의 관절들에서의 상기 관절 각도들을 검출하는,형상 추정 방법.

8

제 6 항에 있어서, 상기 유연 로봇의 굽힘 각도를 모니터링하는 단계를 더 포함하고,상기 형상을 추정하는 단계는,상기 검출된 관절 각도들과 함께 상기 굽힘 각도를 이용하여 상기 형상을 추정하는,형상 추정 방법.

9

제 8 항에 있어서,상기 형상을 추정하는 단계는,상기 검출된 관절 각도들을 비교하여 상기 유연 로봇에 가해지는 외력이 있는 지의 여부를 판단하는 단계;상기 외력이 있으면, 상기 굽힘 각도에 대응하여 미리 저장된 상기 유연 로봇에서의 제로 모멘트 포인트를 확인하는 단계; 및상기 검출된 관절 각도들과 상기 제로 모멘트 포인트에서의 관절 각도로부터 상기 복수의 관절들에 대한 관절 각도들을 결정하여, 상기 형상을 추정하는 단계를 포함하는,형상 추정 방법.

10

제 9 항에 있어서,상기 형상을 추정하는 단계는,상기 외력이 없으면, 상기 복수의 관절들에 대한 관절 각도들이 상기 굽힘 각도를 상기 복수의 관절들의 개수로 나눈 값과 각각 동일한 것으로 결정하여, 상기 형상을 추정하는 단계를 더 포함하는,형상 추정 방법.