Small Reconnaissance robot can be reducing the loss of life by effective information acquisition. For the best results, Small reconnaissance robot`s requirements are as follows. First, Throwing through a fast-moving performance to the destination. For this, a robot can absorb the high shock and has the good shape for throwing far. Second, a robot need to Fast mobility on irregular terrain. However, these two requirements conflict with each other. The problem can be solved by biological inspiration. Pillbot which is small reconnaissance transformable robot inspired by pill bugs (Armadillidium vulgare).
A pill bug rolls into a ball when threatened situation. The exoskeleton shell with overlapping structure pro-tects the soft under parts of the creature. The creature also bends their bodies actively along with the terrain to maintain traction force. And then a pill bug can recover its posture very easily.
Pillbot has three functions; Self Protection by utilizing protection shell and body structure, Posture Recovery by taking oval shape and roly-poly effect and Overcoming of rough terrain using active module control. Pill-bot suggests various mechanism which solved the problems of existing reconnaissance robot systems. How-ever, In order to be practical use, the system should be improved. This paper suggests improvement design of Pillbot and development small and lightweight Throwing robot for fast locomotion on rough terrain, Pillbot-light.
First, define the Improvement point of the Pillbot: Small and Lightweight, Fast Moving performance on even and uneven terrain. Self-protection functions for throwing far.
Suggest Flexible power transmission system inspired by nature and experiment real applications. This system can be providing light, simple and adaptable compliance driving system.
A pillbug has exoskeleton type protecting shell and overlapping impact distribution mechanism, inspired by this, CFRP(carbon fiber reinforced plastic) protection shell design and fabrication.
By taking under actuated passive deploy mechanism and double roly-poly effect, the robot can easily and quickly recover its posture(7 times faster than Pillbot). Fast posture recovery and Fast mobility is an im-portant issue to avoid enemy’s sight of view.
Simulation and experimental results show that Pillbot-light is smaller and lighter and faster than Pillbot (more 50%). This will be a good mechanism to be used in military operation for surveillance and reconnais-sance.
소형 정찰로봇은 인명의 손실없이 전쟁의 승패를 가름하는 중요한 정보를 얻는데 유리하다. 이러한 정찰로봇은 다음과 같은 조건을 요한다. 첫째로 목적지까지의 빠른 이동을 위해 투척이 가능해야하며, 이를 위해서는 충격에 강한 구조를 가져야 한다. 두번째로 험지에서의 빠른 이동성능을 가져야 한다. 하지만 이러한 두가지 요건은 서로 상충하는 요구조건이라 할 수 있겠다. 자연에서 영감을 얻는 생체모방 기술은 이러한 상충 되는 요건을 해결하는데 좋은 해결책이 될 수 있다. 공벌레에서 영감을 받아 개발된 필봇은 형상의 변화가 가능한 소형 정찰 로봇이다.
공벌레는 위험 상황에서는 몸을 둥글게 말아서 몸을 보호할 수 있다. 외골격으로 구성된 상호 겹쳐지는 껍데기 구조로 구성되어 내부의 부드러운 내장부위를 보호 할 수 있으며, 다체절로 구성된 몸체는 다양한 형태의 지형을 쉽게 극복 할 수 있다. 또한 공벌레는 몸이 뒤집혔을 때 매우 쉽게 자세를 복귀하는 특성을 갖는다. 이러한 공벌레에서 영감을 받은 필봇은 다음과 같은 3가지의 기능을 같는다. 공벌레와 같이 스스로 몸을 둥글게 말고 스폰지로 구성된 보호체를 통해 충격에 스스로 몸을 보호하는 기능, 오뚝이 효과를 통한 자세복귀 기능, 능동적인 관절 제어를 통한 장애물 극복 기능으로 구성된 필봇은 소형 정찰로봇이 요구하는 조건을 해결하는 메커니즘을 제시하였다. 하지만 실제로 적용되기 위해서는 해결해야할 문제점들이 다수 존재한다.
본 논문에서는 투척에 용이하기 위해 소형 경량화 디자인과 험지 및 평지에서의 빠른 이동성능을 보유할 수 있도록 하는 필봇의 개선디자인을 제시하고 개발하고 그 이름을 Pillbot light라 명명하였다.
먼저, 필봇의 개선 주안점을 선정한 후(소형 경량화, 평지 및 험지 주행성능, 투척을 위한 보호 능력), 유연체 구동 메커니즘을 제안하여 시스템 요구조건을 만족하는 설계 및 실험을 수행하였다. 또한 공벌레 및 딱정벌레에서 착안한 외골격 보호체를 설계하여 몸체 보호 및 자세 복귀가 가능하도록 하였다. 이를 통해 이전 필봇에 비해 7배 빠른 자세복귀가 가능했으며, 크기와 무게는 50% 정도 감량할 수 있었고, 11배 이상의 평지 주행 성능 향상을 확인 할 수 있었다.
제안된 디자인은 향후 군용 정찰 시스템으로의 활용가능성을 높인 메커니즘이라 할 수 있다.
