본 기술은 마스터장치와 슬레이브장치 각각에 1자유도 병진운동과 3자유도 회전운동을 구현하는 4자유도 병렬기구를 적용하여, 정밀 작업 시 조작감 및 위치 제어 정밀도를 향상시키는 마스터-슬레이브 시스템입니다. 마스터장치의 구형기구부(3자유도)와 병진링크부(1자유도)를 통해 사용자의 움직임을 감지하고, 슬레이브장치의 병렬링크부와 가이드링크부를 통해 바늘 삽입 등의 정밀 작업을 수행하며, 제어부를 통해 힘 반영(햅틱) 피드백을 제공합니다.
직렬 로봇은 관성 및 누적 오차로 인해 정밀도가 낮고, 기존의 3자유도 또는 6자유도 병렬기구는 바늘 삽입과 같은 특정 정밀 작업에서 자유도 불일치로 인한 작업 효율 저하 및 하드웨어 구성의 비효율성 문제를 가집니다.
본 기술은 4자유도 병렬기구(3자유도 회전, 1자유도 병진)를 마스터-슬레이브 양단에 동일하게 설계하여 자유도를 일치시키고, 랙-피니언 기반의 미끄럼 관절과 회전축이 한 점에 교차하는 구형 기구부를 도입하여 시스템의 구조적 강성을 높이며, 힘 센서 및 구동 수단을 활용한 반력 신호 제어를 통해 사용자에게 정밀한 햅틱 피드백을 전달합니다. 정밀 수술 로봇과 바늘 삽입 시술, 원격 조작에 적용될 수 있어 조작감과 위치 제어 정밀도를 높여 정밀 작업 효율을 확보합니다.
본 발명은 기초연구지원사업의 지능형 연속체 로봇 이론 및 응용 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
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