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문제 정의
- 변형 가능한 바퀴는 바퀴의 지름의 크기를 바꿀 수 있으며 모양을 바꿀 수 있다. 본 논문에서 사용할 바퀴의 변형 형태는 기본적으로 둥근 바퀴의 형태가 다양한 방향으로 납작하게 줄어들 수 있는 바퀴를 설계 하였다. 다양한 방향으로 줄어 들 수 있는 바퀴는 Fig.
- 본 논문에서는 바퀴 기반의 이동 로봇에 변형을 통한 기능을 접목해 보고자 한다. 이동 로봇의 가장 효율적인 이동 방법은 모터 또는 엔진과 같은 회전운동을 만드는 구동기의 구동형태를 직접적으로 이용할 수 있는 바퀴를 이용한 이동일 것이다.
- 본 논문에서는 이러한 변형을 통한 장애물 극복 한계의 확장이 수색 및 이동 로봇 플랫폼에서 얼마나 큰 장점이 될 수 있는지 보여주며 시제품 제작을 통해 실제 적용 가능성을 확인해 볼 것이다.
- 변형 바퀴를 제작하기 위해서는 일반적인 로봇 시스템에 사용하는 금속, 각종 단단한 플라스틱 등의 재료가 아닌 부드럽게 변형이 가능한 재료를 사용하여야 한다. 본 연구에서는 필름기반의 재료를 이용하여 유연하게 휘는 바퀴를 제작하였다. Fig.
- 6 과 같이 세 가지의 모드로 로봇이 움직이기 위해서는 모터의 회전력(토크)을 바퀴까지 전달 할 수 있으며 바퀴가 변형함에 따라 그 기능을 유지할 수 있는 바퀴 축과 바퀴살(Spokes)이 필요하다. 이를 위해 본 연구에서는 바퀴의 필름형태의 구조와 호환이 가능한 필름형태의 다자유도 관절을 가진 바퀴살을 설계하였다. 바퀴 축을 미끄러질 수 있는 슬라이드 위에 두 개씩 두 쌍의 바퀴살이 있으며, 바퀴 축은 슬라이더에 회전력을 전달 할 수 있도록 단면이 사각형으로 설계하였다.
- 장애물 통과 실험을 통해 앞서 설명한 구동모드의 실제 응용 가능성을 보여 주고자 한다.
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