표제지
Abstract
목차
제1장 서론 11
1.1. 연구 배경 11
1.2. 기존 관련 연구 16
1.3. 비교 성능 지수 22
1.4. 연구 목표 및 개요 25
제2장 도약 메커니즘 제안 26
2.1. 생체모방 26
1) 기능적 모방 26
2) 형태적 모방 28
2.2. 도약 모델링 28
2.3. 설계 개념 31
1) 목표지형 31
2) 마찰력감소 31
3) 모멘트 감소 32
4) 도약각(Take-off angle) 조정 33
5) 에너지 저장 및 방출 메커니즘 34
2.4. 도약 메커니즘 제안 34
1) 스프링 배치 및 베어링 사용을 통한 마찰력 감소 35
2) 접촉점 개수를 통한 모멘트 감소 36
3) 커플러(coupler) 길이 조정을 통한 도약각 조정 37
4) 슬립기어 메커니즘(slip gear mechanism) 41
제3장 도약 메커니즘 설계 43
3.1. 기능 요구 사항 및 설계 변수 43
3.2. 링크 길이 및 형상 45
3.3. 커플러 길이 결정 48
3.4. 스프링 상수 결정 49
제4장 도약 메커니즘 시뮬레이션 51
4.1. 시뮬레이션 51
4.2. 커플러 길이와 무게중심 변화에 따른 도약 높이 및 회전 운동 에너지 변화 51
4.3. 커플러 길이에 따른 도약각 조정 54
제5장 제작 및 실험 57
5.1. 제작 57
5.2. 실험 및 결과 59
5.3. 분석 및 평가 61
제6장 결론 63
6.1. 요약 63
6.2. 문제점 및 향후 연구 64
참고문헌 66
이력서 69
Table 1.1. Conditions of the reconnaissance robot 12
Table 1.2. Comparison of three types 14
Table 1.3. Comparison of several jumping robots 24
Table 3.1. Expected Specification 45
Table 3.2. Input data 50
Table 3.3. Determined design parameters 50
Table 4.1. Simulation result (variables: coupler length, mass center position) 52
Table 5.1. Specification of prototype 58
Table 5.2. Performance index of prototype 59
Table 5.3. Comparison of performance index 61
Fig 1.1. Reconnaissance 12
Fig 1.2. Three types of mobile mechanisms 15
Fig 1.3. Existing jumping robot 17
Fig 1.4. Concept of slip gear mechanism 19
Fig 1.5. Jumping mechanism of Jollbot 20
Fig 1.6. Jumping mechanism of Glumper 21
Fig 1.7. Jumping Mechanism of 7g Jumping Robot 21
Fig 1.8. Several Performance Indices 23
Fig 2.1. Biological inspiration from frog 26
Fig 2.2. Qualitative power output in two cases 27
Fig 2.3. Simplified jumping modeling 28
Fig 2.4. Moment of Robot's body 33
Fig 2.5. Problem of fixed take off angle 33
Fig 2.6. Design concept to mechanism correspondence 34
Fig 2.7. Spring trajectory and bearing usage 35
Fig 2.8. Rotation occurred by moment 36
Fig 2.9. Rotation according to contact area 36
Fig 2.10. 4 bar mechanism 39
Fig 2.11. Trajectories of tip and link (left: link, right: coupler tip) 41
Fig 2.12. Slip gear mechanism 42
Fig 3.1. FR and DP 44
Fig 3.2. Relation between FR and DP 44
Fig 3.3. Design Parameters 45
Fig 3.4. Shape of Link 47
Fig 3.5. Reaction force and moment arm in accelerating time 48
Fig 4.1. Force acted on joint (Joint: connecting output link with coupler) 54
Fig 4.2. Polarizer to transfer a randomly polarized light to linearly polarized light(내용없음) 9
Fig 4.3. Adjustment of take-off angle according to coupler length 55
Fig 5.1. Prototype 58
Fig 5.2. Experiment result (Obstacle overcoming) 60