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이족 로봇이 stand-alone 형태를 가지기 위해서는 기계적인 구조가 중요할 뿐만 아니라 제어 시스템이 간결하게 잘 설계되어야 한다. 이족 로봇 자체가 독립적이어야 하는 특성 때문에 제어기에 사용할 수 있는 컨트롤러는 작고 가벼우며 로봇 제어에 필요한 기능들이 내장되어 있어야 하며 크기도 작아야 한다. 이렇게 제어 시스템이 가볍고 간결하여 설계되어야 쉽게 로봇에 장착할 수가 있다. 본 논문에서는 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용해 모터제어기를 구성해서 이족 로봇을 설계하는 방법을 다루고자 한다. 본 논문에서 구성하는 하드웨어 시스템은 메인 CPU로 AM186ES를 사용하며 FPGA는 Altera사의 FLEX EPFl0K20TC144-3을 사용하였다. 이와 같이 FPGA를 사용하는 하드웨어시스템은 기본적으로 VHDL언어를 사용하여 유연하게 하드웨어를 구성 할 수 있으며, 이족로봇의 여러 가지 보행 ...

이족 로봇이 stand-alone 형태를 가지기 위해서는 기계적인 구조가 중요할 뿐만 아니라 제어 시스템이 간결하게 잘 설계되어야 한다. 이족 로봇 자체가 독립적이어야 하는 특성 때문에 제어기에 사용할 수 있는 컨트롤러는 작고 가벼우며 로봇 제어에 필요한 기능들이 내장되어 있어야 하며 크기도 작아야 한다. 이렇게 제어 시스템이 가볍고 간결하여 설계되어야 쉽게 로봇에 장착할 수가 있다. 본 논문에서는 FPGA(Field Programmable Gate Array)를 이용해 모터제어기를 구성해서 이족 로봇을 설계하는 방법을 다루고자 한다. 본 논문에서 구성하는 하드웨어 시스템은 메인 CPU로 AM186ES를 사용하며 FPGA는 Altera사의 FLEX EPFl0K20TC144-3을 사용하였다. 이와 같이 FPGA를 사용하는 하드웨어시스템은 기본적으로 VHDL언어를 사용하여 유연하게 하드웨어를 구성 할 수 있으며, 이족로봇의 여러 가지 보행 알고리즘에 능동적으로 대처할 수 있다. 뿐만 아니라 제어기의 부피를 최소화 시켜 가볍고 전력소모가 적으며 신뢰성 있는 시스템을 구축 할 수 있으며 하나의 제어기로 모든 모터를 제어할 수 있다. 사람과 유사한 관절구성을 구현하기 위해 설계된 이족 로봇은 엉덩이 부분에 각 다리에 대하여 3개의 자유도를 가지고, 발목 부분도 각각 2개, 무릎에 하나의 모터를 사용하여 인간의 동일한 자유도를 갖는다. 무게를 최대한 줄이기 위하여 로봇의 모든 링크를 FRP로 구성하고, 상위링크와 하위링크는 지지물를 이용하여 모터의 외부에 연결였다. 이러한 구조는 모터 축에 걸리는 부하를 최소한으로 줄일 수 있다.

Abstract ▼ AI-Helper

In order to be having stand-alone form, controller of the biped robot should be simply designed and also mechanical structure is very important. Controller designed lightly and simply makes easily to link it to biped robot. This paper refers to a design method of biped robot using FPGA(Field Program...

In order to be having stand-alone form, controller of the biped robot should be simply designed and also mechanical structure is very important. Controller designed lightly and simply makes easily to link it to biped robot. This paper refers to a design method of biped robot using FPGA(Field Programmable Gate Array). AM186ES is used as main CPU, FLEX EPFlOK20TC144-3 of ALTERA corporation is used as FPGA. Using the VHDL that is a language programming in FPGA is not only be able to manage actively the hardware system but also control all the motors by a controller. As a result, reducing of controller volume is decreased the power consumption and implemented of reliable system. Our biped robot designed for implementation of the joints like human one has 3 same degrees of freedom to the linked parts between hip and legs, 2 same degrees of freedom each other to ankles and a same degree of freedom each other to knees. All the links of the biped robot is formed to FRP. High link and low link are connected by a support to external part of the motor. Structure like these can reduce load of the motor axis.

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