The small mobile robot is suitable for applications such as exploration in rough terrains. The robot is capable of roaming around and transmitting information to the operator. In this application, operators can send the robot to desired areas to obtain information from faraway places. As the size of the robot gets smaller, it can take advantages in portability, weight, and so on.
However, the small mobile robot can be easily stuck between obstacles or it can be out of power in a very short time because of its size. The smaller the mobile robot becomes, the less likely it will be able to overcome obstacles in rough terrains and deliver information longer. The ability for small mobile robot to overcome obstacles and operate for a long time is mandatory for broader applications. This paper selects a bimodal robot which can move on the ground and in the air to solve above reasons. To save the limited power provided from the equipped battery, a low power consuming terrestrial mode will be designed. When the robot has encountered rough obstacles, the mobile robot will become aerial mode and will be able to easily maneuver over the obstacles.
The key point is constructing the robot body with multi-link joints and adopting torsional springs to each joint. And the “propwheel”, a combination of propeller and wheel, assist the main body to be operable both on ground and in air. Concretely speaking, the thrust from propellers and restoring force from torsional springs construct the converting mechanism for bimodal robot operable both on ground and in air. The thrust caused by the propeller spreads the body links, transforming the robot into aerial mode to overcome obstacles. On the other hand, The restoring force caused by the torsional folds “propwheel” down into terrestrial mode to efficiently save its limited power.
This paper suggests the bimodal robot with multi-link and "propwheel" to overcome the robot size effects. The bimodal robot proposed in this paper not only has an advantage of overcoming rough terrains, but also has an advantage over oversea products in the lower power consumption.
소형 로봇은 험지환경에서 탐험하면서 험지를 탐험하고 조종자에게 험지정보를 전달하는데 사용할 수 있다. 이러한 응용분야에서 조종자는 로봇을 멀리 떨어진 곳에 투입할 수 있고 해당 지역의 정보를 얻을 수 있다. 로봇이 작아질수록 이러한 작업분야에서 로봇은 무게가 볍고 크기가 작아 휴대성이 좋은 등 여러 이점이 있다.
하지만 소형 이동 로봇은 크기가 작아 장애물들 사이에 쉽게 구속되고 한정된 배터리로 인해 짧은 시간 내에 배터리 부족으로 정지될 수 있다. 즉, 로봇이 작아질수록 험지에서의 장애물 극복성능과 험지정보 전송시간이 떨어지게 된다. 소형 이동 로봇의 활용도를 향상시키기 위해 험지를 극복하고 장시간 정보 전달이 가능한 소형 로봇의 연구가 필요하다. 본 논문에서는 지상이동과 공중이동이 모두 가능한 양용형 로봇을 선택하여 소형 로봇의 단점을 개선하고자 하였다. 로봇의 이동효율을 향상시키기 위해 저전력을 소모하는 지상이동 모드를 선택하여 이동을 한다. 이동을 하다가 소형 로봇이 극복하기 힘든 장애물을 만나면 공중이동 모드로 변환하여 장애물을 극복하게 된다.
비틀림 스프링을 이용한 다중 링크구조와 프로펠러와 바퀴를 결합하여 공중이동과 지상이동이 가능한 "프롭휠"의 제작을 연구하였다. 좀 더 자세히 말하면, 프로펠러에 의한 추력을 이용하여 프롭휠이 달린 몸체를 펼쳐 지상이동 모드에서 공중이동 모드로 변환한다. 또한, 비틀림 스프링의 복원력을 이용하여 공중이동 모드에서 지상이동 모드로 변환한다.
본 논문에서는 소형 로봇의 문제점을 해결하기 위해 다중링크 구조와 "프롭휠"을 사용한 양용형 로봇을 제시하고 있다. 개발한 로봇은 지상의 장애물들을 극복할 수 있을 뿐만 아니라 저전력의 로봇 플랫폼으로 동작되는 특징이 있다.
