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축방향 충격흡수 향상을 위한 소형구형 투척 로봇구조 설계
Design of a Miniature Sphere Type Throwing Robot with an Axial Direction Shock Absorption Mechanism 원문보기

제어·로봇·시스템학회 논문지 = Journal of institute of control, robotics and systems, v.21 no.4, 2015년, pp.361 - 366  

정원석 (원광대학교 기계자동차공학부) ,  김영근 (한동대학교 기계제어공학부) ,  김수현 (한국과학기술원 기계공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

In this paper, we propose a novel surveillance throwing robot which is compact, light-weight and has an efficient shock absorption mechanism. The throwing robot is designed in a spherical shape to be easily grabbed by a hand for throwing. Also, a motor-wheel linking mechanism is designed to be robus...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 논문에서는 위에 명시된 조건들을 만족하기 위하여 20~30m 장거리 투척이 가능한 구형 형상과 저중량 특성을 가지며, 원거리 도달 후 받게 되는 충격을 흡수할 수 있는 충격 흡수 메커니즘을 설계하였다.
  • 일반적인 구형 형상의 경우 최대 직경의 반지름 높이만을 극복 가능 가능하지만, 동역학적 불안정성이 극대화 된다. 따라서 본 실험에서는 개발된 로봇을 이용하여 둔턱 극복 높이를 테스트 해보았다.
  • 본 논문에서는 로봇을 소형화 및 경량화하기 위한 연구를 진행하였으며 모터, 기어 등 내부 부품 크기를 고려하여 로봇의 크기는 160 mm, 바퀴의 지름을 150 mm로 설계 하여 한 손으로 투척이 가능하도록 하였다. 또한 총 무게는 2.
  • 본 논문에서는 장거리 투척에 알맞은 소형화 형상을 지니며 동시에 충격 흡수에 용이한 형상과 자세 안정화 장치 구조 설계가 고려된 투척 로봇에 대한 설계를 제안한다.
  • 본 연구에서는 소형 정찰 구형 로봇의 개발을 통해 감시, 정찰 기능을 극대화 하는 로봇을 개발하였다. 개발된 로봇의 핵심 내용으로는 투척에 용이한 형상을 분석하였으며 충격 흡수에 용이한 반구 형상의 설계와 모터의 축 방향 충격을 흡수할 수 있도록 스프링과 O-ring 고무 형태의 충격 흡수부를 설계하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
Dragon Runner의 장점은? Four-wheel Brick과 Rebound [1,2] 역시 iRobot社에서 개발되었 으며 모두 플리퍼(flipper)가 장착되어 몸체를 들 수 있도록 설계되었다. Carnegie Mellon University에서 개발된 Dragon Runner는[3] 약 9m/s의 속도까지 낼 수 있으며 고무 바퀴가 충격을 흡수할 수 있다는 장점으로 충격에 매우 강인하게 설 계되었다. 하지만 상기의 모든 로봇들은 투척에 용이하지 못 한 크기의 자동차 트랙 형상을 갖고 있다는 단점이 있다.
구형 형태의 형상으로 개발된 투척형 로봇의 단점은? 투척형 정찰 로봇으로 개발된 로봇은 투척과 충격 분산 및 흡수에 용이하도록 구형 형태의 형상으로 개발되었다. 하지 만 실질적인 충격 흡수 부분은 스프링이 장착된 축방향의 충격 흡수 부분만 강한 충격을 흡수할 수 있다는 단점이 있다. 따라서 로봇이 축방향 및 다른 전 방향으로의 강한 충격을 흡수할 수 있으며, 절대적인 충격량을 줄이기 위하여 추가적인 소형 경량화 설계가 연구되어야 한다.
투척형 로봇은 어떻게 분류되는가? 현재 개발되고 있는 투척형 로봇의 경우 이동 메커니즘의 종류에 따라 Six-wheel, Four-wheel 및 Two-wheel 등의 종류로 분류 된다. 미국 iRobot社의 Six-wheel Brick [1,2]은 좌우에 각 각 3개씩 총 6개의 바퀴로 이루어진 메커니즘을 갖고 있어서 스키드 조향 방식으로 구동된다.
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참고문헌 (13)

  1. M. Barnes, H. R. Everett, and P. Fudakevych, "ThrowBot: design considerations for a man-portable throwable robot," Proc. of SPIE Unmanned Ground Vehicle Technology VII, Orlando, USA, vol. 5804, pp. 511-520, Jun. 2005. 

  2. Rudakevych, Pavlo, "ThrowBot Phase 1: Final test report," iRobot, U.S., Report, no. N6601-04-D-0020/003, 2004. 

  3. R. A. Kadu, V. A. More, P. P. Chitte, J. G. Rana, and M. R. Bendre, "Wireless control and monitoring of robotic arm," International Journal of Computer Technology and Electronics Engineering, vol. 2, no. 1, pp. 28-38, Feb. 2012. 

  4. E. B. Pacis, H. R. Everett, N. Farrington, and D. Bruemmer, "Enhancing funcionality and autonomy in man-portable robots," Proc. of SPIE Unmanned Ground Vehicle Technology VI, Orlando, USA, vol. 5422, pp. 355-367, Apr. 2004. 

  5. W. Whittaker, "Technologies enabling exploration of skylights, lava tubes and caves," NASA, U.S., Report, no. NNX11AR42G, 2012. 

  6. P. A. Kerrebrock and R. Larsen, "Transformable vehicle," Pat. No. 6502657 B2, USA, 2003. 

  7. ReconRobotics Inc., Official web page of ReconRobotics Inc.: http://www.odfopt.com 

  8. Jess Jarver, The Throws: Contemporary Theory, Technique and Training, 5th Ed., Tafnews Pr., 2000. 

  9. K. R. Kim and J. T. Kim, "A research of the development plan for a highly adaptable FSR (Fire Safety Robot) in the scene of the fire," Journal of Korean Institute of Fire Science and Engineering (in Korean), vol. 24, no. 3, pp. 113-118, 2010. 

  10. J. Kim, "Teaching Material about Fireman Assistant Robot," HOYA Robot, Korea, Report, 2009. 

  11. K. H. Choi and J. Kim, "Second-to-fourth-digit ratio related to sexual dimorphism," International Journal of Coaching Science (in Korean), vol. 9, no. 1, pp. 197-205, 2007. 

  12. J. I. Kim, S. H. Yang, and P. Park, "A study on back power for lumbar bending angle," Journal of the Society of Korea Industrial and Systems Engineering (in Korean), vol. 1, pp. 1-5, 1998. 

  13. Glenn Elert, Coefficients of Restitution, http://hypertextbook.com/facts/2006/restitution.shtml 

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