본 기술은 별도의 외부 힘·토크 센서나 가속도 센서 없이 로봇 내장 모터 전류와 엔코더 기반 관절 위치 정보만을 활용하여, 저역 통과 필터가 포함된 관측기로 비선형 마찰 현상을 선형화 없이 추정하고 실시간으로 보상하는 로봇 머니퓰레이터 및 제어 방법입니다.
종래의 마찰력 측정 방식은 고가의 힘·토크 센서가 필요하여 경제성이 낮거나, 관측기 기반 방식은 비선형 마찰 특성을 단순화하는 과정에서 추정 정확도가 저하되고 적용 범위가 제한되는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 저역 통과 필터가 내장된 관측기를 통해 로봇 동역학 수식 내의 마찰 토크를 수학적으로 추정하고, 관성 행렬과 코리올리력, 중력 벡터 및 감속비를 포함하는 동역학 모델에 기반하여 비선형성을 보존한 상태로 연산하는 방식을 제안합니다. 정밀 조립과 힘 제어 작업에 적용될 수 있어 추가 센서 없이 마찰을 보상하여 위치 정밀도를 크게 향상시킵니다.
본 발명은 미래창조과학부의 인간-제품 햅틱 시뮬레이션 기술 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 두 개의 독립적인 구동 모터 입력을 사용하여 모터의 회전 방향 조합에 따라 관절의 회전 출력과 강성 조절 기능을 선택적으로 수행하는, 차동 기어 기반의 가변 강성 로봇 관절 시스템입니다.
기존의 가변 강성 관절은 하나의 모터가 관절 구동에만 전담하고 다른 모터가 강성 조절에만 전담하여 구동원의 활용 효율이 낮고 중복된 하드웨어 구성으로 인한 설계 비효율이 존재하는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 제1 회전 모듈을 통해 두 모터의 동일 방향 회전력을 관절 회전으로 전환하고 제2 회전 모듈을 통해 상이 방향 회전력을 직선 운동으로 변환하여 탄성 부재의 예압을 조절함으로써 강성을 가변하는 방식을 제안합니다. 협동 로봇과 재활 로봇에 적용될 수 있어 두 모터를 모두 활용하여 하드웨어 효율과 출력을 동시에 극대화합니다.
본 기술은 건물 유지보수 로봇의 본체부와 이동용 클라이밍 모듈을 범용 커넥터로 연결하여 작업 환경에 맞춰 이동 모듈을 교체할 수 있도록 구성한, 모듈형 클라이밍 메커니즘을 가지는 유지보수 로봇시스템입니다.
종래 기술은 고층 건물의 복잡한 외벽 구조에 맞춰 클라이밍 메커니즘이 고정적으로 설계되어 있어, 건물의 특성에 따라 별도의 로봇을 개발하거나 다수의 로봇을 보유해야 하는 비용적 비효율성이 발생하는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 본체부와 클라이밍 모듈 사이를 탈부착 가능한 범용 커넥터로 연결하여 보행형과 휠구동형, 무한궤도형 등 다양한 이동 모듈을 교체 사용할 수 있게 하고, 보조제어부를 통해 교체된 모듈을 자동 인식하는 방식을 제안합니다. 외벽 청소와 도장, 시설 점검에 적용될 수 있어 건물마다 로봇을 새로 개발할 필요를 없애 도입 비용을 획기적으로 낮춥니다.
본 기술은 범용 무인 비행로봇에 작업 툴을 탈착식으로 결합할 수 있는 연결 구조를 제공하고, 다수의 무인 비행로봇이 통합 제어되어 특정 목적의 기계 작업을 수행하는 멀티 로터 기반의 무인 비행로봇 시스템입니다.
작업 툴의 종류에 따라 전용 비행로봇을 개별적으로 제작해야 하는 비효율성이 있고, 고난도 작업을 위해 각 로봇에 요구되는 제어 알고리즘과 시스템 설계가 복잡해지는 문제점이 있었습니다.
본 기술은 작업 툴과 비행로봇 간의 규격화된 탈착식 연결부 및 식별 구조를 도입하고 관제 장치로부터 수신된 통합 작업 프로세스에 따라 복수의 무인 비행로봇을 제어하는 방식을 제안하며, 이를 통해 하나의 비행로봇 플랫폼으로 다양한 기계 작업을 수행하는 범용성을 확보할 수 있습니다. 시설물 유지보수와 건설 작업, 방재 활동 등에 활용될 수 있으며, 작업 툴을 교체하는 것만으로 다양한 임무를 수행할 수 있어 비행로봇 운용의 경제성을 크게 높입니다.
본 발명은 교육과학기술부의 융합지식기반 창조형기계항공인재 양성사업단, 교육과학기술부의 쿼드로터 로봇의 기계적 조작 제어 기법 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 논홀로노믹 패시브 디컴포지션을 이용하여 다중 이동조작로봇의 기구조작부 대형 유지와 물체 운반, 장애물 회피 임무를 분리된 벡터공간에서 독립적으로 제어하는 협업제어 및 장애물회피 기법입니다.
다수의 이동조작로봇이 협업할 때 기구조작부 대형 유지 및 물체 이동과 장애물 회피 임무가 서로 간섭을 일으켜 정밀 제어가 어렵고, 단일 경로 제어로는 장애물 회피와 작업 수행을 동시에 효율적으로 처리하기 어려운 문제점이 있었습니다.
본 기술은 이동조작로봇의 상태를 대형 변화와 물체 위치 변화, 플랫폼 이동과 회전, 움직임 방해 요소의 네 개 독립적 벡터공간으로 디컴포지션하여 각각의 제어입력을 독립적으로 산출하는 방식을 제안하며, 장애물 발생 시 여유 자유도를 이용한 내부 형상 변경과 잠재함수를 이용한 회피를 수행하여 경로를 유지하면서 안전하게 협업할 수 있습니다. 다중 로봇 물류 이송과 대형 물체 협업 운반, 공장 자동화 등에 적용될 수 있어, 작업 수행과 장애물 회피를 동시에 달성하며 협업 로봇의 제어 효율을 극대화합니다.
본 발명은 미래창조과학부의 다중 원격사용자간 햅틱 상호작용을 위한 실시간 제어 및 햅틱 렌더링 기법 연구, 교육과학기술부의 융합지식기반 창조형기계항공인재 양성사업단 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 멀티로터에 결합된 로봇팔의 엔드 이펙터 속도를 실시간으로 추정하고 이를 방향 필터에 입력하여 서랍과 같은 미지의 기구적 구조물의 이동 방향과 기구적 제약 조건을 역학적으로 모델링하며, 이상력 설정과 엔드 이펙터 궤도 최적화를 통해 멀티로터의 추력과 모멘트를 제어하는 기구적 구조물 오퍼레이팅 시스템 및 방법입니다.
비행 매니퓰레이터가 서랍이나 문과 같이 구속된 기구적 구조물을 조작할 때 해당 구조물의 이동 방향이나 질량, 댐핑 등 동적 특성에 대한 사전 정보가 부족하여 효과적인 상호작용과 정밀한 힘 제어가 어려운 문제점이 있었습니다.
본 기술은 엔드 이펙터 속도 추정부로 구조물의 움직임을 감지하고 방향 필터를 통해 구속된 이동 방향을 추정하며 이상력 설정부를 통해 구조물 이동에 필요한 적정 힘을 계산하는 방식을 제안하며, 이를 통해 멀티로터의 위치와 자세를 제어하여 기구적 구조물과 조화롭게 상호작용할 수 있습니다. 시설물 점검과 재난 현장 문 개방, 원격 작업 등에 활용될 수 있으며, 대상 구조물의 사전 정보 없이도 상호작용이 가능하여 비행 로봇의 작업 자율성을 획기적으로 높입니다.
본 발명은 교육과학기술부의 융합지식기반 창조형 기계항공양성 사업단 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 외부 에너지원 없이 탄성 부재와 클러치 메커니즘을 이용해 사용자의 상지 근력을 보조하는 기구적 외골격 시스템입니다. 슬라이딩홀과 연결된 회동탄성부가 회동파트 동작 시 저장된 탄성력을 반환하며, 기어 및 돌기 기반의 클러치파트가 양방향 회동 중 특정 방향을 선택적으로 허용하거나 제한하여 보조력을 제어합니다.
종래의 상지 외골격 로봇은 전동 구동기를 필수적으로 포함하여 장치 무게가 무겁고 비용이 높으며, 에너지원(배터리)의 사용 시간 및 운용 제약으로 인해 효율적인 작업 수행이 어려운 기술적 한계가 있습니다.
본 기술은 에너지원 없이 탄성력만으로 근력을 보조하도록 바디파트, 회동파트, 연결파트(회동탄성부 포함)로 구성합니다. 클러치파트는 제1/제2 클러치부와 돌기, 돌기탄성부재를 포함하며 스위치 조작에 따라 기어의 걸림 상태를 변경하여 회동 방향을 제어함으로써 물체 하중에 따른 보조 동작을 수행합니다. 산업 현장 근력 보조와 재활, 물류 작업에 적용될 수 있어 배터리 없이 상지 근력을 보조해 무게와 비용, 운용 제약을 줄입니다.
본 기술은 손가락 관절(MCP, PIP, DIP, CM, IP)별 독립적인 굴곡/신전 및 내전/외전 동작을 구현하기 위해, 슬라이딩 링크가 결합된 회전 푸셔와 복수의 와이어 텐션 메커니즘을 조합한 외골격 구조를 제공합니다.
종래 외골격 로봇은 자유도 제한으로 인해 단순 쥐기 동작만 가능하고, 독립적인 관절 제어가 어려워 고차원적이고 정교한 손 동작 구현에 한계가 있습니다.
본 기술은 회전 푸셔 구동 모터를 통해 기절골 착용부를 가압하는 캠 형태의 회전 푸셔를 배치하고, 각 손가락 마디별로 와이어를 독립적으로 구동하여 관절별 굴곡/신전/내전/외전 동작을 구현하는 외골격 메커니즘을 구성합니다. 손 재활과 웨어러블 로봇, 재활 훈련에 적용될 수 있어 관절별 독립 제어로 정교한 손 동작을 구현해 재활 기능성을 높입니다.
본 기술은 상지 또는 하지의 관절 부위에 착용되는 몸체부에 열 수축/팽창 가능한 폴리머 섬유 기반의 날실들을 배치하고, 전열선을 통해 이를 개별 제어함으로써 관절의 굽힘 및 펼침 동작을 물리적으로 보조하는 섬유 기반 액추에이터 메커니즘입니다.
기존 금속 재질의 외골격 구조는 무겁고 복잡하여 사용자 편의성이 저하되며, 착용을 위한 넓은 공간 확보가 필요하고 움직임이 제한되는 문제점이 존재합니다.
본 기술은 열에 의해 수축하거나 팽창하는 폴리머 섬유(호모키랄/헤테로키랄 날실)를 몸체부에 통합하여 섬유 기반 근력 보조부를 구성하고, 근전도 센서로부터 입력받은 데이터를 기반으로 관절 굽힘 방향에 따라 내측과 외측 날실의 수축/팽창을 선택적으로 제어하여 관절 움직임을 능동적으로 보조합니다. 재활 훈련과 보행 보조, 의료·복지 서비스에 적용될 수 있어 행동의 편의성을 향상시키고 관절 이동을 보조하는 착용감을 증가시킵니다.
본 발명은 미래창조과학부의 신재생에너지 지능형로봇 융합기술개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 상지 재활을 위해 사용자의 팔을 수용하는 커프와 이를 제어하는 다관절 로봇 모듈의 결합 구조입니다. 커프 내 호형 가이드레일과 슬라이딩 브라켓을 통해 팔목 회전 운동을 물리적으로 안내하며, 손잡이부재의 유동 및 커프 내 센서 데이터를 기반으로 모션제어부가 로봇의 6자유도 보조 힘을 산출하여 제어합니다.
종래 기술은 식사 보조 등 특정 작업에 한정되어 사용자 신체 특성을 고려하지 못하며, 팔의 길이 방향을 축으로 하는 팔목의 독립적인 회전 운동 감지 및 힘 보조 기능이 부재하여 재활 훈련의 정밀도가 떨어집니다.
본 기술은 팔목 회전 운동을 감지하기 위한 손잡이부재와 모션감지센서, 호형 가이드레일과 롤러를 이용한 슬라이딩 메커니즘을 커프에 적용합니다. 모션제어부가 사용자 의도를 파악하여 다관절 로봇 모듈을 통해 6자유도 운동을 안내하고 전동모터를 통해 팔목 회전 보조 힘을 제공합니다. 재활 훈련과 보행 보조, 의료·복지 서비스에 적용될 수 있어 사용자의 신체적 특성 및 입 위치를 고려하고, 편안한 사용을 허용하는 힘을 보조함으로써 사용자의 상지 운동 경험을 향상시킵니다.
본 발명은 미래창조과학부의 물리적/인지적 상호작용 기반 신경로봇 기술 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 회전 및 직동 관절용 중력보상장치에 관한 것으로, 캠과 비틀림 스프링을 이용해 관절에 작용하는 중력 토크를 상쇄하는 기술입니다.
기존 중력보상 구조는 직선 운동 구간에서 불필요한 변위와 토크를 발생시켜, 매니퓰레이터 로봇의 에너지 소비를 증가시키고 효율을 떨어뜨리는 문제가 있었습니다.
본 기술은 캠 종동자와 비틀림 스프링, 벨트·풀리 전달 요소를 조합하여 회전 관절과 직동 관절 모두에서 중력을 보상함으로써 에너지 효율을 높입니다. 재활 기기와 비행 시뮬레이션 장비 등에 적용 가능합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 착용형 로봇의 소형화를 위한 일체형 중력보상기 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 단방향 크립 보상기 및 그 보상기를 갖는 줄 꼬임 구동기에 관한 것으로, 유연 소재 감속 요소에서 발생하는 크립을 기구적으로 보상하는 기술입니다.
줄꼬임 구동기와 같이 섬유 소재를 사용하는 구동부는 장시간 사용 시 크립이 누적되어 제어 성능이 떨어지고 반복 정밀도가 저하되는 문제가 있었습니다.
본 기술은 탄성 구조와 일방향 베어링만으로 구동 라인에 지속적인 수축력을 인가하여 크립을 보상함으로써, 별도의 센서나 추가 제어 없이 제어 성능과 반복성을 유지합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 스트링 표면 강화 처리, Variable Radius Pulley 및 하이브리드 구동 제어를 활용한, 스트링 꼬임 기반의 소형, 저중량, 고성능, 고내구성의 안전한 구동 모듈, 과학기술정보통신부의 2단계 (3차) 바이오닉 손목 설계 기술 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 라이더 센서의 일회전 스캔 소요시간보다 짧은 주기로 스캔 데이터를 수신하고 이전 스캔 데이터와 합성하여 포인트 클라우드를 획득한 뒤, 포인트 맵에서 가장 가까운 포인트 클라우드를 찾아 이동체의 위치를 추정하는 방법입니다.
기존 라이더 기반 위치 추정은 센서가 한 바퀴를 완전히 회전해야 데이터를 처리할 수 있어 위치 갱신 주기가 길고, 정밀도를 높이려면 별도의 추가 센서가 필요한 문제점이 있었습니다.
본 기술은 짧은 주기로 수신한 스캔 데이터를 파이프라인 방식으로 합성·매칭하여 별도 센서 없이 위치 추정 주기를 단축하는 방식을 제안합니다. 자율주행 차량과 실내 물류 로봇에 적용될 수 있어 기존 센서만으로 위치 갱신 속도와 정밀도를 함께 끌어올리는 경제적인 해결책을 제공합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 고신뢰 자율주행 시스템을 위한 결함 허용 실시간 가상화 기술 연구 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 안내선으로 연결된 제1 모선과 제2 모선을 수중터널 표면에 부착하고 그 사이를 조사선이 왕복 이동하며 센싱 데이터를 획득하는 수중로봇으로, 윈치의 권취 제어와 방향조절부를 통해 조사 구간을 순차적으로 변경합니다.
수중터널과 로봇 간의 충돌 위험으로 인해 정밀 조사에 필요한 일정 거리를 유지하기 어려우며, 터널 표면을 효율적으로 이동하면서 상시 점검할 수 있는 기술적 수단이 부족한 문제점이 있었습니다.
본 기술은 두 모선을 터널 표면에 고정한 상태에서 조사선이 안내선을 따라 이동하며 광학·음향 센서로 표면을 조사하고, 모선이 윈치와 방향조절부로 길이방향 이동과 회전을 수행하는 방식을 제안합니다. 수중터널과 해저 구조물의 상시 점검에 적용될 수 있어 충돌 위험 없이 일정 거리를 유지하며 정밀 점검을 자동화합니다.
본 발명은 과학기술정보통신부의 스마트 수중 터널 시스템 연구센터 지원을 통해 개발되었습니다.
본 기술은 블록 단위로 설정된 이동 경로를 기반으로 자율 주행 무인 운반차를 제어하며, 복수 운반차 간 위치와 속도 정보를 실시간 공유하여 충돌 예상 지점에서 경로 우회 여부나 속도 제어를 통해 교착을 방지하는 자율 주행 기반 무인 운반차 시스템 및 제어 방법입니다.
종래의 자기 테이프 유도 방식은 환경 변경 시 유지보수 비용이 높고, 상위 제어 시스템이 각 운반차의 현재 상황을 실시간으로 고려하지 않아 효율적인 경로 운행과 충돌 방지에 한계가 있었습니다.
본 기술은 아웃라인과 웨이, 서피스, 태스크 마커로 이동 경로 블록을 정의하여 경로를 구조화하고 시스템 제어부가 각 운반차의 운행 정보를 수집하여 가상 주행 시간을 비교 계산함으로써 우회 경로 선택이나 속도 조절을 수행하는 방식을 제안합니다. 스마트 팩토리와 물류 센터에 적용될 수 있어 바닥 시설 공사 없이 유연한 경로 변경과 무충돌 운영을 실현합니다.
본 발명은 산업통상자원부의 병원의 광역 환경에 적용가능한 물류 로봇 시스템 개발 지원을 통해 개발되었습니다.
