U N D E R G R A D U A T E  A C T I V I T I E S

Rogistics robot for heavy load tranportation with parallel structure

연구진
  - 지도교수 : 주백석
  - 연구원 : 백민재, 김민석, 이도형, 배성웅
1. Introduction

▶ 연구 배경 및 목적 
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   ①  기존 이동 로봇의 한계
     - 기존 이동 로봇은 바퀴형, 궤도형 로봇이 존재
     - 바퀴형 로봇은 빠르지만, 험지극복 능력이 떨어지고 궤도형 로봇은 느리지만 험지 극복 능력이 뛰어남
   ②  모듈형 궤도 구조를 적용한 이동 로봇
     - 본 연구에서는 바퀴형, 궤도형 이동 메커니즘을 동시에 탑재하여 주행 기동성과 험지 극복 능력을 갖는 로봇을 설계함
2. Mechanical Design

▶ 기구부 설계
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   ①  로봇 전체 형상    
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   ②  개별 모듈
개별모듈.png
- 같은 형태의 모듈들이 독립적인 기능을 가지도록 설계.
- 환경 인식 모듈은 카메라. 레이저 등 여러 센서로 구성.
- ​바퀴 주행 모듈은 바퀴와 모터가 들어가 바퀴 주행에 사용.
- 마이크로컨트롤러 모듈은 컨트롤러가 들어가 로봇의 전반적인 제어를 담당.
- 배터리 모듈은 배터리를 탑재하여 로봇의 전원을 공급.
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따라서 각각의 기능을 가진 모듈들로 조합되어 상황에 맞게 시스템 구성이 가능
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   ③ 웜기어 연결부 설계
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- ​궤도 구조의 이동 메커니즘은 모터의 구동 토크가 많이 필요하다는 문제가 존재.
  1. 기어비 10:1의 웜기어 설계.
  2. 웜기어를 이용하여 10:1 기어비로 모터의 힘을 대폭 증가.​
  3. Self-Locking특성이 있어 형상 유지 및 처짐 현상 최소화.
3. Hardware Design

▶ 하드웨어 구성 및 연결도
그림16.png
- ​메인 컨트롤러인 OpenRB-150 에서는 환경인식 모듈을 통한 정보를 바탕으로 구동부 모터에 제어 신호를 전송.
- ​장애물을 인식하기 위한 카메라 모듈과 레이저 센서가 있음.
- wall climbing 이동 모드를 위해서 각 모듈에 전자석을 사용
4. Control System Design
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   ①  운영 환경 
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- ​모듈형 궤도 로봇과 모바일 기기를 연결하고, 카메라 센서를 통해 로봇의 상황을 사용자가 실시간으로 모니터링함.
- ​또한, 로봇의 기본적인 동작을 수동으로 원격 제어 가능함.
   ②  이동 메커니즘
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- ​다양한 환경에 맞게 이동 메커니즘 작동
   1. 바퀴 이동 모드 : 평탄한 지형에서 신속한 주행
   2. ​구름 이동 모드 : 지면과 닿는 면적이 많아 미끄러짐이 줄어드는 특징이 있고 바퀴로 주행하기 어려운 험지에서 효과적
   3. ​연속 장애물 이동 모드 : 폭과 높이에 따라 최적의 자세를 조절하여 험지 극복
   4. 벽면 이동 모드 : 모듈에 내장된 전자석을 구름 이동과 같이 제어하여 철골 구조물 이동
‌5. Result
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▶ 계단 이동 프로파일
8._계단_극복_모션_.png
▶ 구동 영상

∵ Qualifications (Award & Patent)
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• ​2025 3D Design for the Future / 대상 (산업통상자원부 장관상)
• ​2025 지능형창작로봇경진대회 / 대상 (대전광역시장상)
• ​2025 3D프린팅 BIZCON 경진대회 구동분야 / 최우수상 (구미시장상)
• 2025 한국지능로봇경진대회 / 장려상 (한국로봇융합연구원장상)
• 2025 KIT Engineering Fair / 대상 (금오공과대학교총장상)