Abstract
This paper presents a lightweight milli-scale crawling robot that can crawl on both sides, which was inspired by the movement of insects. This robot has an excellent ability to overcome obstacles, such as the narrow gaps and the rough terrain. In addition, the robot can crawl steadily and rapidly through triangular alternation, such as ants or cockroaches. The process of smart composite microstructures (SCM) was employed to make a lightweight robot structure. The SCM process replaced the conventional mechanical parts with flexure joints and composite links, which allows the weight of the robot to be reduced. In addition, the robot structure was robust against external impacts owing to the compliance of the constituent materials. Using the SCM process, the robot weighed only 32g with twelve legs in total on both sides. The robot showed a crawling speed of 0.52m/s on the front side and 0.42m/s on the backside.
소형의 다리형 주행 로봇은 몸체의 크기 대비 바퀴주행보다 높은 장애물을 극복할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 이점을 활용하여 다양한 형태의 다리 주행 소형 로봇이 개발되었다. 본 논문에서는 기존의 단면 주행을 넘어 양면 주행이 가능한 12족 생체모사 크롤링 로봇을 제안한다. 주행 로봇은 험지 주행 시에 전복되거나 자세가 흐트러지는 경우가 자주 발생한다. 12족 양면 주행로봇은 전복이 되어도 지체 없이 곧바로 주행이 계속 가능하다. 양면 주행을 위한 핵심 메커니즘은 구동부를 공유하는 것이다. 몸체부의 중간에 위치한 힘 전달 구조가 위와 아래에 위치한 모든 다리로 움직임을 전달한다. 이와 같이, 유사한 기능을 수행하는 구조물을 통합하여 구조의 간소화와 경량화를 달성하였다. 또한, 무게를 줄이기 위하여 종이 기반의 복합재를 사용하여 32g의 경량 설계를 수행하였다. 로봇의 성능을 평가하기 위해, 윗면과 아랫면 모두에 대해 주행 테스트를 실시하였다. 그 결과 윗면으로 주행 시 0.52m/s, 아랫면으로 주행 시 0.42m/s의 속력을 보여주어, 양면 모두 성공적인 주행이 가능함을 확인하였다.
