-리드 스크류 이용

광운대 로봇학부 학생들이 리드 스크류를 이용해 자동 수평 조절이 가능한 삼각대를 제작하는 데 성공했다. 독일 이구스(igus)로부터 삼각대에 사용되는 스크류 및 스크류 너트, 샤프트, 리니어 부시를 무상 지원받아 이뤄졌다.

 

광운대학교 로봇 게임단 ‘로빛’ 소속 정동규 학생은 “이구스의 무소음과 무급유라는 장점을 이용해 최종 설계에서 모든 문제를 해결할 수 있다”고 밝혔다.

 

흔히 사용되는 삼각대의 수평 조절 장치는 수동식이 대부분이다. 자동 삼각대 제품이 있다 해도 상판의 높이만 조절할 수 있기 때문에 완벽한 수평을 맞추기 위해선 시간 소요가 많고 정확도도 떨어진다. 캡스톤 설계 과정의 졸업 작품을 위해 한 조를 이룬 김찬규, 정동규, 박찬호 3명의 학생들은 기존 삼각대 다리에 직접 로봇을 부착함으로써 삼각대의 수평을 자동 제어하는 데 성공했다.

 

삼각대와 탈부착이 가능한 길이 조절 스크류 로봇은 삼각대의 고정(Fix) 축을 제외한 두 개 축(스크류 모듈 1, 2)에 각각 부착된다. 사용된 스크류는 독일 기업 이구스 드라이스핀(dryspin)이라는 제품이다. 엔지니어링 플라스틱 소재로 급유와 유지보수가 필요 없으면서도 강력한 내구성이 특징이다. 삼각대의 상판 플레이트에는 9자유도(DOF) IMU 센서가 장착되어 있어 스크류 모듈과의 통신으로 로봇의 전체적인 동작을 결정한다. 모바일 앱 및 ODE 시뮬레이션을 통해 로봇의 상태와 동작 과정을 확인할 수 있다.

 

다리 하나의 높이를 고정한 채 나머지 두 다리의 높이가 조절되는 이 자동 수평 삼각대는 직선 운동 구조(Linear Structure)를 기반으로 한다. 로봇의 중앙에 리드 스크류를 배치하고 양 옆에 샤프트로 지지할 수 있도록 설계되었다. 정동규 학생은 “1차 프로토 타입에서 볼 스크류와 볼 부시를 사용하면서 소음이나 급유로 인한 문제가 발생하였는데, 드라이스핀으로 교체한 후 모든 문제를 말끔히 해결할 수 있었으며 무게 또한 가벼워 이동이 편리했다”고 이구스 제품으로 대체하게 된 계기를 밝히기도 했다.

 

이구스의 김성우 부장은 “향후 더욱 미세한 시스템의 개발이나 로봇의 정밀화, 소형화에 대한 전망도 밝다고 판단된다. 드라이스핀은 저소음, 저진동 외에도 쓰레드의 높은 피치로 회전 수는 적은 반면 더 긴 이동거리 구현이 가능하다”며 지원 제품인 스크류 드라이브의 기술적 설명도 덧붙였다.

 

한편 이렇게 제작된 자동 수평 맞춤 삼각대는 학교의 우수 작품으로 선정되어 모든 학생들의 주목을 받았으며, 현재는 특허 출원을 준비 중이다. ‘로빛’은 2015년에도 이구스 스크류와 샤프트 슬라이드를 사용한 로봇 제작으로 재난 구조 로봇대회에서 1위 대통령 상을 수상한 바 있다.