Design of Single Continuous Tracked Robots with Joints: Kinematic Model and Optimal Maneuvering Algorithm

본 논문에서는 관절형 단일 무한궤도 로봇을 설계한다. 해당 로봇은 머리마디, 다수의 몸통마디, 꼬리마디로 구성되며, 인접한 두 마디들은 모터가 부착된 관절로 서로 연결된다. 또한, 모든 마디는 하나의 유니버셜 체인으로 묶여있으며, 이 체인은 로봇의 진행 방향에 대하여 수직으로 회전 가능하다. 로봇의 이러한 구조로부터, 요구 기동성과 자유도를 분석하여 제어변수들을 특정하고, 역기구학적 관계식을 유도한다. 즉, 추종하고자 하는 로봇의 이동경로(또는 로봇의 자세)에 대응하는 로봇의 관절각들을 모두 제시한다. 이후, 해당 경로를 실제 추종하도록 하는 기동 제어 알고리즘을 제안한다. 이 알고리즘은 머리와 꼬리마디에서의 해당 경로 구간에 대한 오차각들과 그 변화율들을 최소화한다. 마지막으로, 제안된 최적 기동 알고리즘을 무한궤도 로봇에 적용하여, 로봇이 주어진 경로를 적절히 추종함을 모의실험 및 실제 실험을 통해 확인한다.