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창의설계축전 공모작

다양한 환경에서 자유로운 움직임이 가능한 공압 4족보행 로봇

  • 참가 부문

    창작활동부문

  • 학과

    기계공학부

  • 팀명

    에어공익

  • 신청자 이름

    원영준

다양한 환경에서 자유로운 움직임이 가능한 공압 4족보행 로봇

4족 보행 소프트 로봇은 다양한 극한환경을 탐사할 때 유용하게 사용될 수 있습니다. 재난 현장이나 동굴, 정글 등의 환경은 인간이 탐사하기에 위험합니다. 그래서 탐사에 대신 로봇을 투입합니다. 그런데 지금까지는 본체의 크기와 모양을 조절하는 데에 한계가 있어서 좁은 지역에 들어가기 힘들거나, 움직일 수 있는 지역이 제한되는 문제가 있었습니다. 그래서 저희는 로봇의 모양과 크기가 자유롭고, 다양한 지역을 움직일 수 있는 로봇을 만들고자 했습니다. 이 프로젝트에서 저희는 팝튜브라는 빨대의 접히는 부분처럼 늘어나는 제품 이용해 목표를 실현했습니다. 팝튜브 3개를 이용해서 360도로 꺾일 수 있고, 길이도 자유자재로 늘어나는 다리를 제작했습니다. 에어펌프와 방향전환용 밸브를 이용해서 각각의 팝튜브에 압력을 높이고, 줄였습니다. 이때 팝튜브 사이에서의 길이는 동일하도록 고정해주면 두 팝튜브에 다른 압력을 줄 때 팝튜브 사이에서 토크가 생겨, 구부러지게 됩니다. 한 다리의 모든 팝튜브를 팽창 및 수축해서 다리 전체의 길이를 조절할 수도 있고, 에어펌프의 체적유량을 조정해서 전체 다리의 팽창과 동시에 점점 구부러지게도 가능합니다. 이를 통해 3차원 상에서 발바닥이 자유로이 움직이고, 이 다리를 4개 활용하여 보행이 가능합니다. 이 방식으로 보행 로봇 다리의 길이가 자유롭게 바뀌게 되었으며 단순한 로봇이 모터로 움직이는 것과 다르게 더 부드럽고, 유연한 움직임을 갖게 되었습니다. 이로써 End effector인 발바닥을 더 자연스럽게 원하는 위치에 이동시켜 걸을 수 있고, 더 다양한 움직임을 통해 걸어 다닙니다. 그리고 다리 자체의 크기가 달라지기에 협소한 공간을 들어갈 때 더 유리할 것이며 그렇다고 해서 다리가 짧아서 탐사해야 하는 곳을 못 가는 일도 없게 됩니다. 또한 다리가 단단한 점이 문제가 되어 발바닥이 들어갈 수 있는 공간에 다리 전체가 들어가지 못하는 경우도 줄어들 것입니다. 이에 로봇이 탐사할 수 있는 영역이 더 넓어질 것이라고 전망합니다.

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