로봇동역학을 위한 기본개념

□ 기본개념 및 용어정리

① Manipulator는 Link와 Joint로 구성되어있다.
② Robot Manipulator의 형태

- Open Kinematic Chain : 각 축에 이웃하는 두개의 링크만이 연결.

- Close Knematic Chain : 한 축에 세개이상의 링크가 연결.

③ DOF(자유도, Degrees Of Freedom) : 자유도라는 개념은 어떻게 보면 기구학에서 Manipulator가 가지는 정보의 갯수라고 말 할 수있다. 즉, Joint의 갯수와는 다르다.

3차원 공간상에서 임의 점에 도달하기 위해서 최소한 6자유도가 필요하고 그 이상의 자유도를 가졌다는 의미는 그만큼 관절의 수가 많고 그 Manipulator가 가진 정보가 많고 해석이 어렵다는 의미이다. 여유자유도라는 말이 있다. 말 그대로 자유도에 여유가 있다는 말이겠다. 3자유도를 가진 매니퓰레이터도 어떤 지점에 도달할 수 있지만, 6자유도의 매니퓰레이터도 도달할 수 있다면 3자유도의 여유가 있다는 말이니깐, 여유자유도는 3이 된다는 의미.

④ Manipulator의 5가지 기하학적 형상에 따른 분류

'R'은 회전축, 'P'는 직선축을 말한다.

- 다관절형상(RRR) : 3개의 회전축

- 구형상(RRP) : 2개의 회전축과 1개의 직선축

- SCARA형상(RRP) : 2개의 회전축과 1개의 직선축. 구형상과 다른형태.

- 원통형상(RPP)

- 직교형상(PPP) : 3개의 직선축

⑤ Kinematics : 기구학. 위치,변위,속도등의 운동해석(‘강체’로 가정한 뒤에 해석)

- Forward(or Direct) Kinematics : 관절(Joint)들의 각도로 말단장치(End-effector)의 위치와 방향을 결정.
- Inverse Kinematics : 말단장치의 위치와 방향으로 관절들의 각도를 결정.

⑥ Fixed Frame & Moving(Current) Frame

Fixed Frame은 항상 고정된 공간상의 기준이 되는 좌표계를 말하고 Moving Frame은 회전이나 병진으로 이동된 좌표계를 말한다.