문어 빨판과 종이접기에서 영감받은 오이수확로봇의 엔드-이펙터를 위한 석션 컵 설계 = Octopus Suction and Origami inspired Design of Suction Cup for End-Effector of Cucumber Harvesting Robot
저자
조유성 ( Yuseung Jo ) ; 박용현 ( Yonghyun Park ) ; 손형일 ( Hyoung Il Son )
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
2022
작성언어
-주제어
자료형태
학술저널
수록면
199-199(1쪽)
제공처
머니퓰레이터를 사용한 수확 과정에서 흔들리기 쉬운 작물을 수확하려고 할 때 엔드-이펙터에 석션 모듈을 장착하여 작물을 지지한 후 절단 과정을 수행하는 연구가 존재한다. 마찬가지로 오이 또한 수확 과정 중 흔들리는 경우가 많아 작물을 지지할 필요가 있다. 그러나 이러한 상황에서 기존의 일반적인 돔 형태의 석션 컵으로는 오이의 굴곡이 많은 표면 형상으로 인해 초기 부착이 쉽지 않다. 마찬가지로 일반적인 석션 컵은 절단 과정에서 석션에 외력이 주어질 경우 진공 유지가 어렵다. 따라서 본 연구에서는 오이 수확 로봇을 위한 문어 빨판과 종이접기 구조에서 영감받은 석션 컵을 제안한다. 설계 목표로서 석션 컵은 오이의 굴곡진 표면에도 초기 흡착이 이루어져야 하며, 절단 과정의 외력에도 흡착이 유지되어야 한다. 목표에 따라 제안된 석션 컵의 흡착은 다음과 같은 과정으로 이루어진다. (1) 오이가 문어 돌기에 먼저 접촉하여 초기 흡착된다. (2) 이후 종이접기 구조로 인해 석션 컵이 접히며 오이에 완전히 흡착되게 된다. 이 과정에서 제안된 석션은 오이의 표면 곡률에 따라 접히며 일반적인 석션보다 외력에 더 강인하도록 설계하였다. 제안된 석션 컵의 성능 평가를 위해 이전 연구에서 제작된 엔드-이펙터의 석션 컵과 오이 흡입 성능을 비교하였다. 결과적으로 설계한 바와 같이 오이 수확을 위한 흡입 과정에서 오이 표면 형상에 따라 석션 컵이 변형됨을 확인하였다. 또한 제한된 석션은 절단 과정에서의 외력에서도 흡착이 유지됨을 확인하였다. 따라서 제안된 석션 컵이 오이 수확 로봇의 엔드-이펙터에 석션 모듈로 적합함을 확인하였다.
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