#Intro
4학년 1학기지만, 2학년 1학기 때 전과목 F를 맞은 나머지 21학점을 들어야 하는 난관에 부딪혀
아주 바쁜 학기가 됐었다.
그간 무엇을 했고, 또 그 속에서 얻은 게 다른 이들에게도 도움이 될 수 있을까 하는 마음으로
다시 글을 적어보려 한다.
# 캡스턴 디자인 초안
아이디어를 생각하게 된 계기는 그냥 단순하게 쓰레기를 버리러 가기가 귀찮았다.
정말 너무 단순한 이유라 길게 설명할것도 없어 바로 본론으로 들어가고자 한다.
직관적으로 볼 수 있으니 패스
그림2는 이상적인 목표 수행을 그려보았는데,
처음에는 로봇 팔을 달아보는 것이 어떻냐는 교수님의 의견에
과거 여러 논문들을 찾아보며 스스로 임의의 위치를 클릭하거나 집는 행위가
굉장히 어렵다는 걸 알고 있었기 때문에,
로봇 팔은 제외시키기로 결정했다.
또한 개발 기간이 3개월 채 안되고,
엎친데 덮친격으로 2학년 과목들을 전부 재수강해야 하다 보니
최대한 머릿속에 있는 아이디어가 기한내에
실현 가능성이 얼마나 있는지 계산할 필요가 있었다.
그래서 대략 4가지 정도로 나누어 생각했다.
1. 설계가 단순한가
2. 생산이 가능한가
3. 가공이 가능한가
4. 도전적인 부분이 있는가
1. 설계가 단순한가?
처음 아이디어를 떠올렸을 때, 솔직히 아 뭐를 어디에 어떻게 달면 되겠다 하는 생각이 바로 들었다.
그도 그럴 것이 Mobile Robot이 어디 한두 개도 아니고, 자동차만 생각해도 금방 끝나기 때문에,
이 부분은 선정 근거만 명확히 설명 가능하다면 문제없을 거라고 생각했다.
그래서 선정 근거를 차분히 풀어가기 위해 교수님이 주신 "Introduction to Autonomous Mobile Robot"라는 책을 학기 중에 읽게 됐다.
간략하게 요약하면
1) 복잡하지 않게
2) Control이 쉽게
3) 안전하게
3가지에 초점을 맞추었고, 이를 가장 잘 반영한 모델이
Terregator라는 모델이 가장 안정적이고 컨트롤하기도 쉽고
무엇보다 실물 제작이 쉽다는 점을 반영해
모델 선정 배경을 명확히 했다.
2. 생산이 가능한가
Steer Wheel 외에 보조바퀴들은 어떤 type을 쓰는 것이 좋은가? 하는 질문에는
그림 4. 를 참조하여 Standard는 방향 전환이 불가능해서, Swedish는 지면에 너무 민감해서,
Spherical과 Ball은 제작이 너무 불편해서 Castor 휠로 선정했다.
적당한 사이즈, Castor휠이 달린 몸체 = 휴지통.
아주 저렴한 단가에 모든 걸 갖춰서 정말 너무 딱 들어맞다 생각했다.
3. 가공이 가능한가
이 부분이 가장 고민이었는데, 내가 직접 만들어서 쓰는 게
개발단계에서는 가장 좋은 방법이다.
수정도 마음대로 되고 조립 일자도 맞추기 쉽고..
근데 그런 장비들을 어디서 구하지? 하고 생각하던 찰나,
교내에 자동차 동아리 애들이 쓰는 장비를
빌려서 하면 어렵지 않게 제작 가능하다고 생각했다.
산업체에서 2년 2개월 동안 갈고닦은
그라인딩 스킬과, 용접, 재료별 가공법을 익혀둔 게
여기서 요긴하게 쓰였다.
그리고 메인 재료를 전부 PLA로 해도 되는지에 대한 검증이 필요했는데,
이 부분은 뒤에서 설명한다.
4. 도전적인 부분이 있는가?
이제 창작이 들어가야 하는데, 솔직히 다양한 분야에서 구동 장치에 관한 아이디어는 지금부터 60살까지 세어본다 해도, 안 끝난다고 확신한다.
그래서, 6바퀴의 문제점에 대해 생각해 보는데, 자료조사 결과 아래와 같은 문제점이 한눈에 보였다.
바로 Vertical 한 움직임이 불가능하다는 것인데
나는 일단 기계공학과니까 이 부분을 기계적으로 개선 가능하지 않을까부터 생각했고,
이를 전자식으로 해결하자니 효율이 그렇게 좋아 보이진 않아서
다양한 자료를 기반으로 해당 문제점을 극복하고자 하였다.
그림 6. 과 같이 인스타, 유튜브, 구글 다방면으로 검색해 봤는데 역시 뭐니 뭐니 해도 기계의 꽃은
"기어"라고 생각한다.
중앙에 있는 바퀴를 들어 올려서 [수동/자동] 모드를 마음대로 바꿀 수 있는 방법으로
Self-Locking 말고는 딱히 생각나는 게 없었다.
기어에서 생명은 기어 이 빨간의 맞물림인데, 유튜브에 리뷰 영상을 찾아본 결과
PLA 소재로 3000 rpm에도 별 변형이나 부족함 없이 잘 돌아가는 모습을 보고
안심하고 써도 문제없겠다는 생각을 했다.
위와 같이 계산하여 Self-Lock이 충분히 걸리는 조건을 파악하여 설계에 착수했다.
이어지는 내용은 날마다 한 개씩 올릴 예정이다.
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