:: The Journal of the Institute of Internet, Broadcasting and Communication ::, Vol.19 No.1 | (2019) pp.85~95

자기위치 인식 가능한 덕트 청소로봇의 메카니즘 설계 및 제어기법

Woojin Jang

(서울과학기술대학교, 기계시스템디자인공학과)

Myungin Seo

(서울과학기술대학교, 기계시스템디자인공학과)

Junhwan Ha

(서울과학기술대학교, 기계시스템디자인공학과)

Kyongtae Park

(서울과학기술대학교, 기계시스템디자인공학과)

Dong-Hwan Kim

(서울과학기술대학교, 기계시스템디자인공학과)

Abstract

이 연구는 다양한 직경의 덕트를 탐사하고 극복하는 삼족 로봇의 구조를 디자인 하는 데에 목적이 있다. 세 개의 휠바디들은 센터바디에 연결되어 회로들이 모여있고 그것들이 로봇바디들을 움직인다. 또한 4개의 파트로 이루어진 슬라이 더 링크 구조들도 로봇의 움직임을 돕는다. 스프링들은 로봇 다리의 수축과 확장을 가능하게 하는데 로봇이 다양한 환경을 극복할 수 있도록 해준다. 기어모터와 스프링, 그리고 벨트들은 정, 동역학적 계산에 의해 수직축과 다양한 수평 구조를 극복 할 수 있도록 선정되었습니다. 센터 바디에는 카메라와 거리 센서가 장착되어 있으며 이를 활용하여 L형 및 T형의 덕트에서 도 성공적으로 진행이 되도록 제어 알고리즘을 구현하였다. UWB 모듈 및 3변 측위 알고리즘을 사용하여 덕트 내의 청소 로봇의 위치 추정도 성공적으로 이루어졌다.
This work shows how to design a robot structure and to control to overcome obstacles while traveling through ducts of various diameters and shapes by three-legged robot. Circuits are centered in the body to connect the three wheel bodies that are driven around the center body with the 4-section slider link structure. Also, the springs are used to contract and expand the robot legs so that it can be caparable of various environments. Geared motor, spring, and belt were selected based on the static and dynamic calculation to be suitable to horizontal and vertical travels. The center body is equipped with a camera and the distance sensors, and a control algorithms are implemented so that it can be successfully performed in L-type and T-type ducts. Using UWB modules and trilateration algorithm, the location of the duct-cleaning robot inside the duct could be identified successfully.
  Autonomous travel; Duct cleaning robot; Three-Legged Robot; Self locacation identification

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