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다리식 이동 로봇의 상하 운동시 상기 다리식 이동 로봇의 몸체 높이를 제어하기 위한 구동 제어 장치에 있어서,가상 스프링 모델을 이용하여 상기 다리식 이동 로봇의 임계 진동 거동을 모델링하여 가상 스프링 상수를 연산하는 모델링부; 및상기 가상 스프링 상수를 이용하여 상기 다리식 이동 로봇의 몸체 높이에 따른 구동력을 결정하여 상기 다리식 이동 로봇의 선형 구동부에 전달하는 구동력 결정부를 포함하며,상기 모델링부는,상기 가상 스프링 모델에서 상기 다리식 이동 로봇의 최대 높이에서의 잠재 에너지(EA1)와 상기 가상 스프링의 잠재 에너지(EC1-2)를 포함하는 상기 다리식 이동 로봇의 최소 높이에서의 잠재 에너지(EC1)와의 에너지 보존 관계를 이용하여 이상적 조건에서의 가상 스프링 상수(kv1)를 연산하는 다리식 이동 로봇의 구동 제어 장치
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제1항에 있어서,상기 모델링부는,상기 이상적 조건에서의 가상 스프링 상수(kv1)를 아래 수학식에 의해 연산하는 다리식 이동 로봇의 구동 제어 장치:EA1 = EC1 = EC1-1 + EC1-2 = EC1-1 + kv1c12/2 kv1 = 2(EA1 - EC1-1)/c12여기서, EA1는 이상적 조건에서 상기 다리식 이동 로봇의 최대 높이에서의 잠재 에너지, EC1는 이상적 조건에서 상기 다리식 이동 로봇의 최소 높이에서의 잠재 에너지, EC1-1 은 상기 다리식 이동 로봇의 최소 높이에서의 중력에 대한 잠재 에너지, EC1-2는 상기 가상 스프링 상수에 관한 잠재 에너지, kv1는 이상적 조건에서의 상기 가상 스프링 상수, c1은 상기 다리식 이동 로봇의 최소 높이에서 이상적 조건에서의 가상 스프링의 최대 예상 수축 변위이다
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제 3항에 있어서,상기 모델링부는,이상적 조건에서의 잠재적 에너지와 실제적 조건에서의 잠재적 에너지의 비교에 의한 손실 에너지(Eloss)를 이용하여 실제적 조건에서의 가상 스프링 상수(kv2)를 아래 수학식에 의해 연산하는 다리식 이동 로봇의 구동 제어 장치:Eloss = (EA1 - EA2) + (EC1 - EC2) + gm(ha - h0)Eloss = 1/2kv2c22 kv2 = 2Eloss/c22여기서, EA2 는 실제적 조건에서 상기 다리식 이동 로봇의 최대 높이에서의 잠재 에너지, EC2 는 실제적 조건에서 상기 다리식 이동 로봇의 최소 높이에서의 잠재 에너지, m은 선형 구동부가 포함된 로봇 다리의 질량, g는 중력 가속도, ha는 상기 다리식 이동 로봇의 실제 도약 높이, h0는 상기 가상 스프링이 지면에서 수축하기 직전의 상기 다리식 이동 로봇의 높이, kv2는 실제적 조건에서의 가상 스프링 상수, c2는 상기 다리식 이동 로봇의 최저 높이에서 실제적 조건에서의 가상 스프링의 최대 예상 수축 변위이다
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제 4항에 있어서,상기 구동력 결정부는,이상적 조건에서의 상기 가상 스프링 상수(kv1) 및 실제적 조건에서의 상기 가상 스프링 상수(kv2)를 이용하여 다음 수학식에 의해 상기 다리식 이동 로봇의 구동력(F)을 결정하는 다리식 이동 로봇의 구동 제어 장치:F = (kv1 + kv2)c여기서, kv1은 이상적 조건에서의 가상 스프링 상수, kv2는 실제적 조건에서의 가상 스프링 상수 그리고 c는 실제 수축하는 가상 스프링의 변위이다
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다리식 이동 로봇의 상하 운동시 상기 다리식 이동 로봇의 몸체 높이를 제어하기 위한 구동 제어 방법에 있어서,가상 스프링 모델을 이용하여 상기 다리식 이동 로봇의 임계 진동 거동을 모델링하여 가상 스프링 상수를 연산하는 모델링 단계; 및상기 가상 스프링 상수를 이용하여 상기 다리식 이동 로봇의 몸체 높이에 따른 로봇의 구동력을 결정하여 상기 다리식 이동 로봇의 선형 구동부에 전달하는 단계를 포함하며,상기 모델링 단계는,상기 가상 스프링 모델에서 상기 다리식 이동 로봇의 최대 높이에서의 잠재 에너지(EA1)와 상기 가상 스프링의 잠재 에너지(EC1-2)를 포함하는 상기 다리식 이동 로봇의 최소 높이에서의 잠재 에너지(EC1)와의 에너지 보존 관계를 이용하여 이상적 조건에서의 가상 스프링 상수(kv1)를 연산하는 다리식 이동 로봇의 구동 제어 방법
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제6항에 있어서,상기 이상적 조건에서의 가상 스프링 상수(kv1)는 아래 수학식에 의해 연산하는 다리식 이동 로봇의 구동 제어 방법:EA1 = EC1 = EC1-1 + EC1-2 = EC1-1 + 1/2kv1c12 kv1 = 2(EA1 - EC1-1)/c12여기서, EA1는 이상적 조건에서 상기 다리식 이동 로봇의 최대 높이에서의 잠재 에너지, EC1는 이상적 조건에서 상기 다리식 이동 로봇의 최소 높이에서의 잠재 에너지, EC1-1 은 상기 다리식 이동 로봇의 최소 높이에서의 중력에 대한 잠재 에너지, EC1-2는 상기 가상 스프링 상수에 관한 잠재 에너지, kv1는 이상적 조건에서의 상기 가상 스프링 상수, c1은 상기 다리식 이동 로봇의 최소 높이에서의 상기 가상 스프링 상수를 갖는 가상 스프링의 최대 수축 변위이다
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제 8항에 있어서,상기 모델링 단계는,이상적 조건에서의 잠재적 에너지와 실제적 조건에서의 잠재적 에너지의 비교에 의한 손실 에너지(Eloss)를 이용하여 실제적 조건에서의 가상 스프링 상수(kv2)를 아래 수학식에 의해 연산하는 다리식 이동 로봇의 구동 제어 방법:Eloss = (EA1 - EA2) + (EC1 - EC2)+gm(ha - h0)Eloss = 1/2kv2c22 kv2 = 2Eloss/c22여기서, EA2 는 실제적 조건에서 상기 다리식 이동 로봇의 최대 높이에서의 잠재 에너지, EC2 는 실제적 조건에서 상기 다리식 이동 로봇의 최소 높이에서의 잠재 에너지, m은 선형 구동부가 포함된 상기 다리식 이동 로봇 다리의 질량, g는 중력 가속도, ha는 상기 다리식 이동 로봇의 실제 도약 높이, h0는 상기 가상 스프링이 지면에서 수축하기 직전의 상기 다리식 이동 로봇의 높이, kv2는 실제적 조건에서의 가상 스프링 상수, c2는 실제적 조건에서의 가상 스프링의 최대 수축 범위이다
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제 9항에 있어서,상기 로봇의 구동력을 결정하여 상기 다리식 이동 로봇의 선형 구동부에 전달하는 단계는,이상적 조건에서의 상기 가상 스프링 상수(kv1) 및 실제적 조건에서의 상기 가상 스프링 상수(kv2)를 이용하여 다음 수학식에 의해 상기 다리식 이동 로봇의 구동력(F)을 결정하는 다리식 이동 로봇의 구동 제어 방법:F = (kv1 + kv2)c여기서, kv1은 이상적 조건에서의 가상 스프링 상수, kv2는 실제적 조건에서의 가상 스프링 상수 그리고 c는 가상 스프링의 실제 수축 변위이다
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