[논문]전방향 이동성을 갖는 안정한 볼봇 개발

박재한; 김순철; 이수영

doi:10.5302/j.icros.2013.19.1.040

전방향 이동성을 갖는 안정한 볼봇 개발
Development of Stable Ballbot with Omnidirectional Mobility 원문보기

제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, v.19 no.1, 2013년, pp.40 - 44

박재한 (서울과학기술대학교 전기정보공학과) , 김순철 (서울과학기술대학교 전기정보공학과) , 이수영 (서울과학기술대학교 전기정보공학과)

Abstract ▼ AI-Helper

The ball-shaped mobile robot, so called ballbot has single point contact on ground and low energy consumption in motion because of the reduced friction. In this paper, a new ballbot is presented, which has omnidirectional mobile platform inside of it as a driving system. Thus the ballbat has omnidir...

주제어

AI 본문요약
AI-Helper

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문제 정의

따라서 본 논문에서는 구의 내부에 전방향 이동성을 갖는 구동부를 설치한 새로운 볼봇을 개발한다. 구 내부에 설치된 구동부로 인하여 볼봇은 기본적으로 안정하며, 또한 구 내부 이동기구의 전방향 이동성 때문에 볼봇 자체도 전방향 이동성을 갖게 된다.
본 논문에서는 내부에 전방향 이동플랫폼 형태의 구동부를 갖는 새로운 볼봇을 개발하였다. 제안한 볼봇은 지면과 점접촉을 가지므로 이동에 필요한 에너지가 적으며, 또한 전방향 이동성을 갖는다는 장점이 있다.
구 내부에 설치된 구동부로 인하여 볼봇은 기본적으로 안정하며, 또한 구 내부 이동기구의 전방향 이동성 때문에 볼봇 자체도 전방향 이동성을 갖게 된다. 본 논문의 볼봇에 대한 체계적인 전방향 이동 기구학을 제시하고, 간단한 실험결과를 제시한다.

가설 설정

이동 기구학을 구하기 위해서 본 논문에서는 볼봇 의 운동이 준정적(quasi-static)이라고 가정한다. 즉 볼봇이 이동할때 구 내부의 전방향 이동 플랫폼은 항상 수평을 유지한다.

데이터처리

제안한 볼봇은 지면과 점접촉을 가지므로 이동에 필요한 에너지가 적으며, 또한 전방향 이동성을 갖는다는 장점이 있다. 체계적인 방법을 통해 제안한 볼봇을 위한 기구학 및 역기구학을 유도하였으며, 실험을 통해 검증을 하였다. 볼봇 내부에서 이동플랫폼의 가감속에 따른 진동을 극복하기 위해 향후에는 동력학 제어가 필요하다.

성능/효과

그림 6은 본 논문에서 개발한 볼봇의 이동제어 실험 상황을 보인 것이다. 전반적으로 명령 궤적을 추종하기는 하지만, 볼봇 내부의 이동플랫폼 구동부가 정적 안정성을 만 족하지 못하고 전후좌우로 진동하는 것이 관측되었다. 이는 볼봇 자체의 이동제어 오차를 일으키게 하는 요인이 된다.
본 논문에서는 내부에 전방향 이동플랫폼 형태의 구동부를 갖는 새로운 볼봇을 개발하였다. 제안한 볼봇은 지면과 점접촉을 가지므로 이동에 필요한 에너지가 적으며, 또한 전방향 이동성을 갖는다는 장점이 있다. 체계적인 방법을 통해 제안한 볼봇을 위한 기구학 및 역기구학을 유도하였으며, 실험을 통해 검증을 하였다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	볼봇이란 무엇인가?	공(ball)과 같은 구형의 외관을 갖는 로봇을 일명 볼봇 (Ballbot)이라고 부른다[6]. 볼봇은 지면과 점접촉을 이루므로 마찰이 적고, 따라서 이동에 필요한 에너지 소모가 적으며, 또한 전방향 이동성을 갖는다는 장점이 있다[1].
	볼봇의 장점은 무엇인가?	공(ball)과 같은 구형의 외관을 갖는 로봇을 일명 볼봇 (Ballbot)이라고 부른다[6]. 볼봇은 지면과 점접촉을 이루므로 마찰이 적고, 따라서 이동에 필요한 에너지 소모가 적으며, 또한 전방향 이동성을 갖는다는 장점이 있다[1]. 이러한 이유로 여러 연구기관에서 볼봇 관련한 연구가 수행되고 있는데, 그림 1은 여러 형태의 볼봇들을 보여준다[2,6,7,10, 12,13].
	본 논문에서 제안한 내부에 전방향 이동플랫폼 형태의 구동부를 갖는 새로운 볼봇은 어떤 장점이 있는가?	본 논문에서는 내부에 전방향 이동플랫폼 형태의 구동부를 갖는 새로운 볼봇을 개발하였다. 제안한 볼봇은 지면과 점접촉을 가지므로 이동에 필요한 에너지가 적으며, 또한 전방향 이동성을 갖는다는 장점이 있다. 체계적인 방법을 통해 제안한 볼봇을 위한 기구학 및 역기구학을 유도하였으며, 실험을 통해 검증을 하였다.

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원문보기 상세보기
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상세보기
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