구조로봇의 계단 등반 성능 향상을 위한 트랙 형상

Abstract

구조로봇의 계단등반 성능은 최대 마찰력, 모터 출력, 시스템 크기, 계단 등반시 모멘트 등에 의해 좌우된다. 그런데 모터 출력이나 시스템의 크기는 이미 최적 설계에 의해 결정되어 있다. 그래서 본 논문에서는 트랙 형상에 의해 영향을 받는 계단등반시 발생하는 모멘트와 견인력에 관해 관심을 갖고 연구를 진행하였다. 고무 밴드 트랙 형상은 구조로봇의 계단등반 성능 향상을 위해 중요한 요소이다. 원래 트랙 표면 견인력을 증가시키기 위해 몰딩된 ``그라우저``의 효과를 고려하면 그라우저 형상은 계단등반에 있어 중요한 요소임을 확인하였다. 이는 그라우저 형상에 의해 접촉면적과 접촉점의 수가 결정되기 때문이다. 먼저 계단 등반시 발생하는 모멘트는 주로 구조로봇의 계단등반 1단계와 2단계에 영향을 미치는데 2번째 경우로 접촉하는 경우가 더 효과적임을 제시하였다. 그리고 견인력의 경우에는 계단등반 전 단계에 영향을 미치는데 이는 접촉면적과 고무의 경도에 영향을 받는다. 따라서 본 연구는 트랙 형상 연구를 통해 계단 등반 성능을 향상시킬 수 있는 방안을 도출하였고 이를 토대로 그라우저 형상에 따른 계단등반시의 모멘트와 접지력, 그리고 저장 가능한 탄성력을 증대시킬 수 있는 새로운 형태의 고무 밴드 트랙 모델을 제시하였다. 이후 트랙을 제작, 실험을 통해 견인력과 계단등반 성능 향상을 보여주었다.