Empirical study for drive characteristics of angled spoke wheel on sand terrain

Abstract

Since there are hazardous place where human being is unendurable such as radioactive-polluted area, unmanned exploration robot has been developed. These robots are required to overcome various obstacles quickly. Angled spoke wheel(ASW) is one of methods for overcoming obstacles. It travels as fast as normal wheel and passes rocky path or tangling obstacles. However, ASW has difficulty crossing for sand terrain. This study proposes novel design to cross the sand terrain. In order to maximizing the performance, dimensions of the design were optimized with Taguchi method. For stable performing, a single grain size of sand is selected for user condition. After optimizing, in verification test driving speed of ASW was increased 4.14% of first experiment, 7.49% of the second higher than maximum of the experimented models of each. It is expected to apply optimized novel ASW design to improve driving speed.|사람이 직접 탐사할 수 없는 환경, 이를테면 방사능 오염 지역과 같이 위험 한 장소를 탐험하는 무인 로봇이 개발 중에 있다. 이러한 로봇들은 다양한 방 해물들을 신속히 극복할 수 있어야 한다. Angled spoke wheel, 이하 ASW는 방해물을 극복하는 방법 중 하나이다. 이것은 일반적인 차륜만큼 빠르며, 기 복이 심한 길이나 엉키기 쉬운 방해물을 통과한다. 그러나, ASW로는 사막 등 의 모래 지형을 건너기 어렵다. 본 연구는 모래를 건널 수 있는 ASW의 새로 운 설계를 제안하고자 한다. 해당 성능을 극대화하기 위해, 설계 치수를 Taguchi 방법을 통하여 최적화 하였다. 성능의 안정성을 위해서 모래의 입자 크기를 사용자 조건으로써 선택 하였다. 최적화된 모델은 각 실험 모델의 최대치보다 주행 속도가 증가하였는 데, 1번 실험의 최대치보다는 4.14%, 2번 실험의 최대치보다는 7.49% 만큼 주행 속도가 증가하였음을 검증 실험을 통하여 확인하였다. 새로운 ASW 설 계에 적용했을 때 모래 지형에서의 주행 속도의 향상이 예상된다.