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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김동환
- 발행연도
- 2020
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수5
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본 연구에서는 40도 경사의 패널을 자율적으로 움직이며 청소할 수 있는 로봇의 메커니즘 설계에 관해 다룬다. 속도와 동작의 연속성 때문에 캐터필러 타입을 채택하고, 일반적인 캐터필러 타입의 로봇에서 발생하는 미끄러짐을 방지하기 위해 진공 패드를 부착했다.
단순히 진공 패드를 사용하면 패널에서 진공 패드가 떨어질 때 부하가 발생하는데 대기압에 진공 패드 내부를 노출시키는 메커니즘을 개발하여 이를 방지하였다. 그리고 이 메커니즘을 사용할 때 태양광 패널 흡착 시 발생할 수 있는 진공 패드의 접힘 문제를 캐터필러 형상 설계를 통해 원천적으로 방지하였다. 또한 별도의 회전 모듈을 사용하여 제자리 회전 시 발생할 수 있는 미끄러짐을 방지하였다.
그리고 이 메커니즘을 활용할 수 있는 센서 및 직진 보정 시스템을 구성하였다. IMU 와 초음파 센서를 이용하여 간단한 주행 알고리즘을 구현하고 이를 이용하여 패널 상에서 경로의 휨 없이 직진 주행과 제자리 회전으로 주행하는 로봇을 구현하였다.
최종적으로 실험을 통해 PID 직진 보정만으로도 쉽게 패널 위를 주행할 수 있는 로봇의 가능성을 확인하였다.
단순히 진공 패드를 사용하면 패널에서 진공 패드가 떨어질 때 부하가 발생하는데 대기압에 진공 패드 내부를 노출시키는 메커니즘을 개발하여 이를 방지하였다. 그리고 이 메커니즘을 사용할 때 태양광 패널 흡착 시 발생할 수 있는 진공 패드의 접힘 문제를 캐터필러 형상 설계를 통해 원천적으로 방지하였다. 또한 별도의 회전 모듈을 사용하여 제자리 회전 시 발생할 수 있는 미끄러짐을 방지하였다.
그리고 이 메커니즘을 활용할 수 있는 센서 및 직진 보정 시스템을 구성하였다. IMU 와 초음파 센서를 이용하여 간단한 주행 알고리즘을 구현하고 이를 이용하여 패널 상에서 경로의 휨 없이 직진 주행과 제자리 회전으로 주행하는 로봇을 구현하였다.
최종적으로 실험을 통해 PID 직진 보정만으로도 쉽게 패널 위를 주행할 수 있는 로봇의 가능성을 확인하였다.
목차
I. 서 론 11. 연구의 배경 및 목적 1II. 진공 시스템 설계 31. 진공 회로 구성 32. 진공 패드 선정 63. 진공 패드 모듈 설계 8III. 구동부 설계 101. 캐터필러 프로파일 설계 102. 로봇 회전 모듈 설계 133. 캐터필러 구조 설계 154. 보조 바퀴 설계 18IV. 제어 시스템 설계 201. 제어 시스템 구성 202. 진공 회로 제어 213. 로봇의 자세 제어 및 주행 23V. 실험 결과 291. 실험 환경 292. 실험 결과 및 고찰 31VI. 결 론 33참고문헌 35영문초록(Abstract) 37
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