A traditional fabrication method is very difficult to make small robots using embedded sensors, actuators and connectors. Fortunately, Shape Deposition Manufacturing can provide an alternative method, and it has many benefits. Firstly, the weight of robot can be lighter, as it can be consisted of co...
A traditional fabrication method is very difficult to make small robots using embedded sensors, actuators and connectors. Fortunately, Shape Deposition Manufacturing can provide an alternative method, and it has many benefits. Firstly, the weight of robot can be lighter, as it can be consisted of composite materials. Secondly, SDM can make simple robot structures because this approach does not need to use connectors and fasteners. Lastly, SDM gives stiffness and flexibility at the specific parts. Therefore, in this paper, we present a design of 3 segment legs organized by SDM, what the SDM approach is, and compare SDM method with 3 segment prototype legs which uses a traditional approach and made by DGIST.
A traditional fabrication method is very difficult to make small robots using embedded sensors, actuators and connectors. Fortunately, Shape Deposition Manufacturing can provide an alternative method, and it has many benefits. Firstly, the weight of robot can be lighter, as it can be consisted of composite materials. Secondly, SDM can make simple robot structures because this approach does not need to use connectors and fasteners. Lastly, SDM gives stiffness and flexibility at the specific parts. Therefore, in this paper, we present a design of 3 segment legs organized by SDM, what the SDM approach is, and compare SDM method with 3 segment prototype legs which uses a traditional approach and made by DGIST.
* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.
문제 정의
따라서 본 논문에서는 SDM 기법을 이용하여 로봇구조를 좀 더 가볍고, 단순화 시켜 보다 효율적인 구조로 제작하는 방법을 제안한다. 그림 1은 생체모방로봇 Mulet의 콘셉트를 그림으로 나타낸 것이다.
그림 1은 생체모방로봇 Mulet의 콘셉트를 그림으로 나타낸 것이다. 이 로봇의 다리 부분을 SDM기법으로 설계하고 향후 계획에 대해 제시하고자 한다.
제안 방법
각각의 기능을 SDM 기법을 이용해 다리 하나에 모두 포함시켰다. 공기 분사 시스템과 압력 센서를 통합시키기 위해 계층 별로 위치를 나누어 제조하였다.
본 단원에서는 그림 1을 통해 설계된 생체모방 로봇의 개념도를 바탕으로 해서 3 segment leg(3SL)을 SDM 방식을 이용해 설계하여 보았다. 다리설계 개념도는 그림 4와 같고 SDM 기법을 이용해서 경량화 및 단순화 하여 보다 효율적인 구조로 설계되었다. 다리의 외곽은 단단한 물질로 이루어지고 내부는 가벼운 물질을 사용하여 전체적인 무게를 줄인다.
그리고 관절은 유연한 구조의 재료를 사용하여 damping 역할을 할 수 있게 한다. 또한 탄성계수와 항복강도가 높은 탄소섬유 판스프링을 모두 임베디드 하여 전체적인 구조를 단순화 시켰다.
본 단원에서는 그림 1을 통해 설계된 생체모방 로봇의 개념도를 바탕으로 해서 3 segment leg(3SL)을 SDM 방식을 이용해 설계하여 보았다. 다리설계 개념도는 그림 4와 같고 SDM 기법을 이용해서 경량화 및 단순화 하여 보다 효율적인 구조로 설계되었다.
최근 MIT에서는 치타(그림3(d))를 모방한 로봇이 개발되고 있다. 치타의 다리를 모방한 구조로 설계되었고, 빠르고 가벼운 다리 제작을 위해 복합재료구조를 사용하였다. 치타의 다리뼈와 같이 내부는 가벼운 재료를 사용하고 외부는 단단한 구조를 사용하여 튼튼하면서 가벼운 로봇 다리를 제작했다[5].
치타의 다리를 모방한 구조로 설계되었고, 빠르고 가벼운 다리 제작을 위해 복합재료구조를 사용하였다. 치타의 다리뼈와 같이 내부는 가벼운 재료를 사용하고 외부는 단단한 구조를 사용하여 튼튼하면서 가벼운 로봇 다리를 제작했다[5].
이론/모형
그림 3(b)의 sprawlita [3]는 바퀴벌레로부터 영감을 받아 제작되었다. 바디와 로봇다리를 보호하기 위해 SDM 기법을 사용하였다. 특히 다리는 단단한 구조의 폴리우레탄을 다리 구조로 이용하고 부드러운 폴리우레탄은 damping 효과를 내는데 사용되었다.
성능/효과
첫째 경량화로 인해 로봇 이동에 소모되는 에너지 효율을 향상 시킬 수 있다. 둘째 항복강도가 우수한 판스프링 재료의 선택으로 장시간 사용에도 외부의 압력으로부터 탄성력을 유지할 수 있다. 셋째로 SDM 기법을 이용해 로봇의 구조를 단순화 시킬 수 있다.
둘째 항복강도가 우수한 판스프링 재료의 선택으로 장시간 사용에도 외부의 압력으로부터 탄성력을 유지할 수 있다. 셋째로 SDM 기법을 이용해 로봇의 구조를 단순화 시킬 수 있다. 그림5는 DGIST에서 고전적인 방법을 이용해 제작된 3segment leg의 prototype이다.
그림 4와 같은 구조의 로봇 다리를 만들면 다음과 같은 효과가 있을 것으로 예상된다.첫째 경량화로 인해 로봇 이동에 소모되는 에너지 효율을 향상 시킬 수 있다. 둘째 항복강도가 우수한 판스프링 재료의 선택으로 장시간 사용에도 외부의 압력으로부터 탄성력을 유지할 수 있다.
후속연구
향후 계획은 보다 구체적인 3D CAD 작업과 동시에 3segment leg의 SDM 작업을 위한 제작공정을 연구하려고 한다.
AI-Helper
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.