Abstract
Stair climbing is one of critical issues for field robots to widen applicable areas. This paper presents optimal design on kinematic parameters of a new robotic platform for stair climbing. The robotic platform climbs various stairs by body-flip locomotion with caterpillar type main platform. Kinematic parameters such as platform length, platform height, and caterpillar rotation speed are optimized to maximize stair-climbing stability. Three types of stairs are used to simulate typical user conditions. The optimal design process is conducted based on Taguchi methodology, and resulting parameters with optimized objective function are presented. In near future, a prototype is assembled for real environment testing.
Highlights
작업 조건에서만 용접, 도장 등을 수행하고 있다.[5] 최근 일본 후쿠시마 원자력발전소에 투입되었던 로봇들도 장애물 극복 능력에 한계가 있어 원자력 누출 부위 검사 미션을 완전히 수행하지 못하였던 사례도 있다.[6]
This paper presents optimal design on kinematic parameters of a new robotic platform for stair climbing
The National Assembly of the Republic of Korea, http://likms.assembly.go.kr/law/jsp/Law.jsp?WORK _TYPE=LAW_BON&LAW_ID=B2766&PROM_N O=22626&PROM_DT=20110117&HanChk=Y
Summary
서병훈 1, 홍승열 1, 이재원 1, 서태원 1, Byunghun Seo[1], Sung Yull Hong[1], Jeh Won Lee[1], and TaeWon Seo[1],. The robotic platform climbs various stairs by body-flip locomotion with caterpillar type main platform. 본 연구에서는 캐터필러 형식의 기본 구조를 바 탕으로 body-flip locomotion 을 이용하여 계단을 등반 하는 신개념 등반로봇의 최적설계를 다룬다. 위의 body-flip locomotion 을 이용하여 계단을 안정되게 등반하기 위하여 기구학 변수들이 최적화된다. Kim et al.[12] 은 두 개의 body 와 하나의 track 으로 구성된 로봇을 제안하였고, 이 로봇은 track 의 형상 자체를 비대칭형상으로 변형하여 계단을 등반하는 능력을 보인다. 위에 제시된 기존 로봇들은 계단과 트랙의 마찰력을 이용하여 등반을 하는 특성을 보이는데, 본 논문 에서 제시한 로봇은 로봇 body 의 회전을 통하여 계단을 등반한다는 차이점이 있다. 이러한 locomotion 을 통하여 로봇은 계단을 빠른 속도로 등반할 수 있다. 현재 한국 특허가 출원 중 이다.[12] 이러한 locomotion 을 가정하고, 다양한 설계 변수를 최적화하여 안정된 계단 등반을 실현하는 것이 이 논문의 목적이다. 캐터필러의 회전속도는 실제로 동적조건(시간 에 따른 목표궤적, 로봇 무게, actuator 의 토크 등) 이 고려되어야만 하는 제어변수에 가깝다. 본 논 문에서는 이 회전속도가 정적 평형 상태에서 일정 한 속도로 제어할 수 있다는 가정을 통해 연구를 진행하였다
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