생체모방 소형 점핑로봇의 설계 및 시뮬레이션

Abstract

본 논문은 형상기억합금 와이어에 의해 구동되는 점핑로봇에 대한 연구로서 기구의 설계와 컴퓨터 시뮬레이션을 포함하고 있다. 인간과 같은 척추동물 하지 근골격계의 구조와 기능을 모방한 구조의 점핑 기구를 설계하였다. 점핑 기구의 각 다리는 대퇴부, 정강이, 발의 세 부분으로 구성되고, 점핑에 필수적인 단일관절근육인 대둔근, 양관절근육인 대퇴직근과 비복근을 포함하는 구조이다. 각 근육을 형상기억합금 와이어로 대체한 컴퓨터 모델로 시뮬레이션한 결과, 로봇의 최대 점핑 높이가 로봇 신장의 약 4 배임을 확인하였다. 또한 구조가 보다 단순화된 로봇 모델과 점핑 성능을 비교하였고, 그 결과 근골격계를 모방한 모델이 점핑 높이 면에서 3.3 배 우수한 것으로 나타났다. 이러한 컴퓨터 시뮬레이션을 통하여 형상기억합금이 소형 점핑로봇의 작동기로 사용하기에 적합함을 확인하였다.