컴퓨터 그래픽스를 이용한 사각보행로보트의 기구적 해석

Kinematic Analysis of the Quadruped Robot Using Computer Graphics

보행로보트에 있어서 다리의 기구적 특성은 안정도, 에너지 효율 및 걷는 영역 등에 영향을 준다. 보행로보트 중에서 안정도 여유가 비교적 큰 사각보행로보트는 보폭이 크다. 그리고 수직운동과 수평운동이 서로 분리되어 있는 팬토그래프 구조의 다리를 갖는 보행로보트는 기구적인 복잡성으로 인하여 움직임을 예상하기가 어렵게 된다. 따라서, 보행로보트의 3차원적인 이동을 해석하기 위하여 그래픽스를 이용한 방법이 중요하게 쓰일 수 있다. 본 논문에서는 서로 다른 조인트 구동방식을 갖는 세 개의 사각보행로보트를 모델링하고, 각각에 대하여 몸의 중심으로 표시된 경로로써 작업지시를 하여 걷는 모습을 애니메이션 함으로써 그 기구적인 특성을 해석할 수 있게 하였다. 그리고 회전걸음이나 옆걸음을 위하여 다리 제어를 하였고, 조인트의 이동에 대한 정보를 위하여 Sun-3 시스템에서의 윈도우를 이용하였다.

The stability, energetic efficiency and walking volume are affected by the geometric structure of legs of a walking robot. A quadruped walking robot is considered to have large stability margin among the walking robots and pantograph leg permits large walk stroke and mutually independent vertical and horizontal movements, but the kinematic characteristics are difficult to analyze. Graphical method may be useful to characterize three dimensional legged motion of the pantograph mechanism. We present the modelling method for three different quadruped robots with pantograph legs that have different joints mechanism. The modeled robots are animated by a path that is planned with respect to the center of body. In particular, graphical animation incorporates leg control to rotation and side walking and uses the window of Sun-3 system for displaying joint information.