양팔로봇 원격제어를 위한 외골격형 마스터 장치와 계단 이동 로봇에 관한 연구

Abstract

로봇의 적용분야가 폐원자로 해체와 같은 극한 작업 수행, 재난 지역 복구, 우주 공간 탐색으로 확장됨에 따라 로봇 원격제어의 중요성이 최근 대두되고 있다. 본 연구에서는 양팔로봇 원격제어시스템의 구성 요소인 외골격형 마스터 장치와 슬레이브 계단 이동 로봇에 관한 연구를 수행하였다. 외골격형 마스터 장치는 직관적이고 정교하게 슬레이브 로봇을 원격제어 할 수 있고, 계단 이동 로봇은 평지와 계단 이동이 가능하기 때문에 슬레이브 로봇의 이동성을 확장시킬 수 있다. 본 연구의 목적은 착용감이 편안한 상지 외골격형 마스터 장치와 계단 이동 로봇의 개발을 통해, 조작자가 계단 이동이 가능한 슬레이브 로봇을 손쉽게 원격제어할 수 있게 하는 것이다. 본 연구에서는 사람의 팔 동작을 정확히 측정할 수 있고 편안한 어깨 운동을 보장하는 어깨-팔꿈치를 잇는 6 자유도 메커니즘 설계 방법, 6자유도 바퀴-링크 메커니즘과 7 자유도 관절형 다리 메커니즘을 각각 이용한 계단 이동 로봇에 관한 연구를 수행하였으며, 시작품을 개발하고 실험/평가하였다. 최종적으로, 구축된 모의 로봇원격제어 실험을 통해 개발된 마스터 장치와 계단 이동 슬레이브 로봇의 유효성이 검증되었다.