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메카넘휠 기반의 전방향 이동로봇 주행성능 평가
Mobile Performance Evaluation of Mecanum Wheeled Omni-directional Mobile Robot 원문보기

한국생산제조시스템학회지 = Journal of the Korean Society of Manufacturing Technology Engineers, v.23 no.4, 2014년, pp.374 - 379  

주백석 (Department of Intelligent Mechanical Engineering, Kumoh National Institute of Technology) ,  성영휘 (School of Electronic Engineering, Kumoh National Institute of Technology)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Mobile robots with omni-directional wheels can generate instant omni-directional motion without requiring extra space to change the direction of the body. Therefore, they are capable of moving in an arbitrary direction under any orientation even in narrow aisles or tight areas. In this research, an ...

주제어

#Mobile performance evaluation   #Omni-directional mobile robot   #Mecanum wheel   #Ultrasonic sensor  

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

문제 정의

  • 이 연구에서는 메카넘휠에 기반을 둔 전방향 이동로봇이 설계 및 제작되었다. 본문에서는 개발된 이동로봇과 메카넘휠에 대한 소개와 주요 주행성능을 평가하기 위한 다양한 실험 방법 및 결과가 제시된다. 제안된 시스템이 이동로봇이므로 이동성(mobility)이 첫 번째 성능지표로 선택되었다.
  • 이 연구에서는 메카넘휠에 기반을 둔 전방향 이동로봇의 기본적인 특성과 제어용 하드웨어 시스템 그리고 주행성능 평가를 위한 다양한 실험이 이루어졌다. 4개의 바퀴를 갖는 보편적인 플랫폼 구조를 갖는 이 이동로봇은 각각의 바퀴를 조화롭게 제어함으로써 즉각적인 전후좌우 및 회전을 가능하게 하는 전방향성을 보유하게 된다.
  • 이 연구에서는 메카넘휠에 기반을 둔 전방향 이동로봇이 설계 및 제작되었다. 본문에서는 개발된 이동로봇과 메카넘휠에 대한 소개와 주요 주행성능을 평가하기 위한 다양한 실험 방법 및 결과가 제시된다.
  • . 이 연구에서는 산업현장에서 가장 광범위하게 활용되고 있는 메카넘휠이 이동로봇의 전방향성 확보를 위하여 선택되었다. 순간적인 전방향 운동을 생성하는 홀로노믹(holonomic) 특성 때문에 전방향 바퀴를 내재한 이동 플랫폼은 평면 공간에서 전후진 및 좌우이동 그리고 회전을 포함한 유연한 3자유도 운동을 수행할 수 있다.
  • 자동화 공정을 위한 이동로봇 시스템을 개발하기 위해 이 연구에서는 전방향 바퀴에 기반을 둔 이동 플랫폼을 제안하고자 한다[2]. 이러한 형태의 이동 플랫폼은 전통적인 형태의 이동로봇이 가지고 있는 단점을 극복할 수 있다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
홀로노믹(holonomic) 특성이란 무엇인가? 이 연구에서는 산업현장에서 가장 광범위하게 활용되고 있는 메카넘휠이 이동로봇의 전방향성 확보를 위하여 선택되었다. 순간적인 전방향 운동을 생성하는 홀로노믹(holonomic) 특성 때문에 전방향 바퀴를 내재한 이동 플랫폼은 평면 공간에서 전후진 및 좌우이동 그리고 회전을 포함한 유연한 3자유도 운동을 수행할 수 있다. 이러한 각 방향별 이동을 독립적으로 생성하는 특성은 직관적인 조작을 통해 단순한 제어를 가능하게 한다.
메카넘휠(Mecanum wheel)과 직교휠은 어떻게 전방향성을 획득하는가? 다양한 형태의 전방향 바퀴 중에서 특히 메카넘휠(Mecanum wheel)과 직교휠(orthogonal wheel)은 회전축 주변에 배치된 롤러의 축 방향으로는 견인력을 활성화시키고 그에 수직한 방향으로는 수동적인 회전(passive rotation)을 허용하는 원리를 활용하여 전방향성을 획득한다[4]. 이 연구에서는 산업현장에서 가장 광범위하게 활용되고 있는 메카넘휠이 이동로봇의 전방향성 확보를 위하여 선택되었다.
이동 플랫폼이 측방향 운동을 만들기 위해 필요한것은 무엇인가? 예를 들어 조향장치를 구비한 차륜구동형 이동 플랫폼은 전후진 이동은 자유롭게 할 수 있으나, 차체의 회전 없이는 측방향 운동을 만들어 낼 수 없다. 그래서 측방향 운동을 만들기 위해서는 전진 및 후진과 차체의 회전을 모두 이용하는 다소 복잡한 경로계획과 이동조작이 필요하다. 이와 같은 전통적인 이동 플랫폼의 특성은 산업용 이동로봇의 개발에 있어서 쉬운 제어시스템의 구현과 단순한 기구적 설계의 관점에서 좋지 않은 영향을 주게 된다.
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참고문헌 (6)

  1. Doroftei, I., Grosu, V., Spinu, V., 2007, Omnidirectional Mobile Robot - Design and Implementation, Bioinspiration and Robotics: Walking and Climbing Robots, I-Tech Education and Publishing, Vienna, 511-528. 

  2. Chu, B., Sung, Y. W., 2013, Development of Educational Robot Platform Based on Omni-directional Mobile Mechanism, Journal of the Korean Society of Precision Engineering 30:11 1161-1169. 

    원문보기 상세보기 crossref

  3. Adascalitei, F., Doroftei, I., 2011, Practical Applications for Mobile Robots based on Mecanum Wheels - a Systematic Survey, The Romanian Review Precision Mechanics, Optics & Mechatronics 20 21-29. 

  4. Muir, P. F., Neuman, C. P., 1987, Kinematic Modeling for Feedback Control of an Omnidirectional Wheeled Mobile Robot, In Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation 1172-1178. 

  5. Chu, B., Sung, Y. W., 2013, Kinematic Modeling and Position Compensation Based on Mecanum Wheeled Omni-directional Mobile Robot, In Proceedings of International Symposium on Green Manufacturing and Applications A-10-3. 

  6. Chu, B., Sung, Y. W., 2013, Mechanical and Eectrical Design about a Mecanum Wheeled Omni-directional Mobile Robot, In Proceedings of International Conference on Ubiquitous Robots and Ambient Intelligence 4-1. 

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