[논문]생체모방 공중로봇의 날개 구조 모델링

최연호; 조내수; 정정은; 권우현; 이동하

doi:10.7836/kses.2012.32.spc3.269

생체모방 공중로봇의 날개 구조 모델링
The wing structure modeling of the bioinspired aerial robot 원문보기

한국태양에너지학회 논문집 = Journal of the Korean Solar Energy Society, v.32 suppl.3, 2012년, pp.269 - 274

최연호 (대구경북과학기술원 로봇시스템연구부) , 조내수 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부) , 정정은 (대구경북과학기술원 로봇시스템연구부) , 권우현 (경북대학교 전자전기컴퓨터학부) , 이동하 (대구경북과학기술원 로봇시스템연구부)

Abstract ▼ AI-Helper

The research of the biological mimics robot which utilizes the operation of the organism is progressed on the ground, aerial, and underwater robot sector. In the field of flying robot, the research for implementing the wing movement structure of the bird and insect is progressed. The joint structure for the wing movement of the bird is implemented. The operation of the wing is simulated. For this purpose, by using the Matlab/Simulink, the joint structure of the wing is modelled. The joint movement of the wing is tested through the simulation.

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

본 논문에서는 새의 날개짓 방식으로 비행하는 로봇에 적용하기 위해서 새의 날개운동 모방을 위한 관절구조를 구현하여, 날개짓 방식의 움직임에 대해 동작 구조를 구성하고, 이를 모델링하고 모의실험 한다.

제안 방법

Matlab/Simulink를 이용하여 공중로봇의 날개 구조를 모델링하고, 운동방법을 모의실험하여 실제 시스템을 구현하기 전의 동작을 확인하고 분석하였다. 이를 이용하여 실제 비행로봇을 설계하고 제작하기 위한 방향을 제시 할 수 있었다.
새의 날개운동 구조를 모방한 날개짓 로봇 비행체를 설계함에 있어서 어깨관절과 손목 관절로 구성된 날개를 설계하여 플래핑 동작을 수행할 수 있는 방법을 구현하였다.

이론/모형

로봇의 날개 움직임을 Matlab/Simulink를 이용하여 Fig. 5와 같이 구성하고, 모의실험을 수행하면 구동기의 회전 운동이 로봇 날개의 각운동으로 변환된 운동범위를 확인할 수 있다. Fig.

후속연구

이를 이용하여 실제 비행로봇을 설계하고 제작하기 위한 방향을 제시 할 수 있었다. 또한 이를 바탕으로 공중로봇의 날개 움직임에 대한 양력과 추력의 이론적 해석과 실험의 비교가 필요할 것이다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	로터 방식의 헬기의 단점은 무엇인가?	로터 방식의 헬기는 로터의 회전에 따른 위험성이 있고 소음도 발생하고 있다.로터형의 비행체 연구에서 한발 더 나아가 곤충과 새의 날개를 모방한 비행체의 모델링과 분석이 연구되고 있으며, 날개의 움직임에 의해 생성되는 양력과 추진력의 계산식을 이용한 분석도 연구되고 있다[2,3].
	소형 무인항공기 유형은 어떻게 구분되는가?	소형 무인항공기(UAV)플랫폼으로 사용되고 있거나 현재 개발 중인 세가지 유형은 고정익과 회전익, 날개짓 형태로 구분된다. 고정익은 전통적인 무인항공기로써 다양한 크기의 항공기와 임무에서 안정적인 제어 시스템을 제공한다.
	날개짓으로 비행하는 무인항공기의 장점은 무엇인가?	비행기는 회전 프로펠러를 가지고 있고,헬리콥터는 양력(lift)과 추진력을 모두 제공하는 회전 날개가 있지만 동물은 어떤 회전 부분도 없다. 날개짓 비행의 실용적인 잇점으로써, 날개짓은 개선된 효율을 제공하고, 더 나은 기동성과, 회전익에 비해 소음이 작다는 것이다. 새와 닮은 점을 이용하여 스파이활동에 사용되거나, 공항 활주로에서 새쫓기 등 다양한 분야에 활용할 수 있다.

참고문헌 (13)

Won, D.Y., Choi, D.H., Tahk, M. J., Lee, J.H.,and Kwon, O. J., "Conceptual Design of a Quad-Rotor UAV", Proceeding of the Korean Society for Aeronautical and Space Sciences Conference, pp.197-201, 2008
Masashi Furukawa, Makoto Morin-aga, Michiko Watanbe Ikuo Suzuki, and Masahito Yamamoto, "Artificial flying creature by flapping", IEEE International Conference on System-s, Manand Cyberetics, pp. 624-629, 2010
Robyn Lynn Harmon, "Aerodynam-ic modeling of a flapping membranewing using motion tracking experi- ments", University of Maryland, 2008.
http://en.wikipedia.org/wiki/File:Bir-dwing.svg
http://www.fiddlersgreen.net/mode-ls/aircraft/Herring-Gull-Glider.html
Azuma A (1992) The biokinetics of flying and swimming. Springer, Tokyo
Per-Olof Persson, David J. Willisy, Jaime Perairez, "The Numerical Si-mulation of Flapping Wingsat Low Reynolds Numbers", 48th AIAA Aerospace Sciences Meeting Includ-ingthe New Horizons Forum and Aerospace Exposition, Jan. 2010, Orlando, Florida
Oliver Breitenstein, "Development of a Flapping Wing Mechanism", Autonomous Systems Lab Swiss Federal Institute of Technology Zu-rich, Semester Project, 2009
J Oliver Linton, "Thephysics of flight:I. Fixed and rotating wings", Physics Education, Vol.42, No.4, pp.351-357, 2007.

상세보기
J Oliver Linton, "Thephysics of flight: II.Flappingwings", Physics Education, Vol.42, No.4, pp.358-364, 2007.

상세보기
http://ornithopter.de/english/articul-ated.htm
Horst Rabiger, "Gelenkschlagflug-el", Autonomous Systems Lab Swi- ss Federal Institute of Technology Zurich, Semester roject, 2009.
http://festo.com

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