목차
1장 ROBO-ONE 소개
1-1. ROBO-ONE의 매력 ... 10
1-2. ROBO-ONE의 탄생 ... 12
1-3. ROBO-ONE의 꿈 ... 13
1.3.1 꿈과 감동 그리고 사랑 ... 13
1.3.2 아톰은 실현 가능할까? ... 13
1.3.3 꿈과 감동이 기술을 발전시킨다 ... 14
1-4. ROBO-ONE의 경기 규칙 ... 15
2장 2족보행 로봇 만들기
2-1. ROBO-ONE FREEDOM ... 24
2.1.1 FREEDOM이란? ... 24
2.1.2 FREEDOM의 사양 ... 27
2.1.3 전체도 ... 28
2.1.4 다리의 구조 ... 29
2.1.5 동체의 구조 ... 31
2.1.6 팔의 구조 ... 32
2.1.7 머리의 구조 ... 32
2.1.8 CPU와 마더보드 ... 33
2.1.9 저가격화의 포인트 ... 33
2.1.10 ROBO-ONE에 참가하기 위한 로봇 기술 ... 34
2.1.11 로봇 제작 순서 ... 34
2-2. 개발 환경 ... 37
2.2.1 CPU 선정 ... 37
2.2.2 컴파일러 선정 ... 37
2.2.3 PC 선정 ... 37
2.2.4 무선 시스템 ... 40
2.2.5 SH7045F 마이컴보드 세트(BTC050) ... 41
2.2.6 GCC ... 48
2.2.7 GCC Developer Lite 사용 방법 ... 49
2.2.8 GCC Developer Lite의 기능 ... 50
2.2.9 SH7045F 보드를 대상으로 한 개발 순서 ... 51
2.2.10 GCC Developer Lite에서 GCC의 수학 함수를 사용하려면 ... 59
2-3. SH2에서 무선조종 서보 모터 제어 ... 61
2.3.1 무선조종용 서보 모터의 제어 ... 61
2.3.2 SH2에 의한 무선조종 서보 모터 제어 ... 61
2.3.3 타이머 I／O 컨트롤 레지스터(TIOR) ... 69
2.3.4 16축의 PWM을 출력한다 ... 72
2.3.5 I／O 기판 ... 73
2-4. 서보 모터의 개요와 현황 ... 87
2.4.1 서보 모터의 조사 ... 87
2.4.2 후바타 전자공업 사의 서보 모터 ... 87
2.4.3 콘도과학 사의 서보 모터 ... 88
2.4.4 콘도과학 사의 서보 모터 구조 ... 89
2.4.5 HITEC 서보 모터 ... 92
2.4.6 2족보행 로봇용 서보 모터 ... 93
2.4.7 서보 모터의 특성 조사 ... 97
2-5. 시뮬레이션에 의한 해석 ... 101
2.5.1 3차원 도면 작성 ... 101
2.5.2 MATLAB Simulink ... 105
2.5.3 MSC.visualNastran4D ... 107
2.5.4 중심 이동 시뮬레이션 ... 108
2.5.5 구부리기 동작 시뮬레이션 ... 111
2.5.6 보행 시뮬레이션 ... 112
2.5.7 MSC.visualNastran4D로 시뮬레이션 ... 112
2.5.8 ROBO-ONE on PC ... 113
2-6. 다리 부분 만들기 ... 114
2-7. 보행 패턴 생성 ... 116
2.7.1 보행 패턴 생성 방법 ... 116
2.7.2 계산하지 않고 동작시키는 방법 ... 116
2.7.3 샘플 프로그램 ... 118
2.7.4 간이 보행 패턴 생성 ... 127
2.7.5 제자리걸음 ... 129
2.7.6 한쪽 발을 들어 올리는 프로그램 ... 131
2.7.7 제자리걸음 프로그램 ... 133
2-8. 발바닥 센서의 활용 방법 ... 143
2.8.1 발바닥 센서에 의한 검출 ... 143
2.8.2 압력 센서 ... 144
2.8.3 SH7045로 아날로그 데이터 읽기 ... 146
3장 R-Blue 시리즈
3-1. 시작하면서 ... 150
3-2. 목표는 ROBO-ONE 로봇 ... 151
3-3. 로봇의 전체 모습 ... 152
3.1.1 RC 서보 모터 ... 152
3-4. 로봇의 관절 구조 ... 153
3.4.1 반대축 ... 153
3.4.2 반대축 고려하기 ... 154
3.4.3 상세 검토 ... 155
3-5. 프레임 부분 ... 157
3.5.1 단위체(unit)로 생각한다 ... 157
3.5.2 서보 모터 연결 ... 158
3.5.3 자유도 ... 159
3.5.4 연결 방법 ... 159
3.5.5 수직축ㆍ요축 보강 ... 159
3.5.6 프레임 두께 ... 162
3.5.7 재질 ... 163
3.5.8 나사의 종류 ... 163
3.5.9 나사의 경량화 ... 164
3-6. 동체 검증 ... 165
3.6.1 마이컴 보드 ... 165
3.6.2 배터리 ... 166
3-7. YDH-PDS ... 169
3.7.1 크기ㆍ무게 ... 169
3.7.2 허벅지 축간거리 ... 169
3.7.3 서보 모터 고정 방법 ... 170
3-8. R-BlueV ... 172
3.8.1 개념 ... 172
3.8.2 Autodesk Inventor 시리즈 ... 172
3.8.3 iMCs05 ... 173
3-9. 마무리 ... 175
4장 Metallic Fighter
4-1. 시작하면서 ... 178
4-2. Metallic Fighter 시리즈 ... 179
4-3. Metallic Fighter 1(제1회 대회 참가) ... 180
4.3.1 목표 ... 181
4.3.2 설계 방향 ... 182
4.3.3 대회 결과 ... 183
4.3.4 강도 부족 ... 184
4.3.5 감동 ... 184
4-4. Metallic Fighter 2 ... 185
4.4.1 목표 ... 185
4.4.2 일어서기 ... 185
4.4.3 자유도 ... 186
4.4.4 프레임 ... 187
4.4.5 알루미늄 서보 혼 ... 188
4.4.6 제어 유닛 ... 188
4.4.7 목표 달성 그리고 우승 ... 189
4-5. Metallic Fighter 3 ... 190
4.5.1 목표 ... 190
4.5.2 자유도 ... 191
4.5.3 일어서기 ... 191
4.5.4 비밀 장치 ... 192
4.5.5 예선 2위 ... 193
4.5.6 패인 분석 ... 193
4.5.7 큰 기술 개발 ... 193
4.5.8 공중제비(재주넘기) ... 194
4.5.9 아시아 대회 ... 194
4-6. Metallic Fighter 4 ... 196
4.6.1 목표 ... 196
4.6.2 발목의 회전축 ... 197
4.6.3 개폐 가능한 손 ... 199
4.6.4 가슴의 회전축 ... 201
4.6.5 제어 유닛 ... 203
4.6.6 자세 제어 ... 204
4.6.7 배선 ... 205
4.6.8 결과를 얻지는 못했지만 ... 206
4-7. 마무리 ... 207
5장 A-Do
5-1. 시작하면서 ... 210
5-2. 역대의 A-Do ... 211
5.2.1 A-Do의 탄생 ... 211
5.2.2 A-Do 1호 ... 212
5.2.3 A-Do 2호 ... 213
5.2.4 A-Do 3호 ... 214
5-3. A-Do 4호 ... 216
5.3.1 주제가 있는 로봇 제작 ... 216
5.3.2 A-Do 4호의 사양 ... 219
5.3.3 무게 줄이기 ... 220
5.3.4 액추에이터 ... 221
5.3.5 ICS ... 223
5.3.6 서보 모터의 발진 억제 ... 224
5.3.7 KRS-2346ICS ... 225
5.3.8 ROBO-UNICON ... 225
5.3.9 리튬-폴리머 전지 ... 232
5.3.10 로봇의 구조체 ... 234
5.3.11 Inventor7 ... 236
5.3.12 A-Do의 관절 구조 ... 237
5.3.13 A-Do의 하중 ... 237
5-4. 마무리 ... 239
6장 OmniHead
6-1. 시작하면서 ... 242
6-2. 목표 ... 243
6.2.1 손쉽게 만드는 방법 ... 243
6.2.2 작지만 다양한 동작 ... 243
6.2.3 목표는 Metallic Fighter ... 243
6-3. 기구 설계 ... 245
6.3.1 액추에이터는 무선조종용 서보 모터 ... 245
6.3.2 아날로그 서보 모터와 디지털 서보 모터 ... 246
6.3.3 알루미늄 판 자르기와 구부리기 ... 246
6.3.4 가능하면 병렬로 ... 248
6.3.5 관절의 기본 구조 ... 250
6.3.6 직교화는 하지 않는다 ... 251
6.3.7 다리의 축 배치 ... 251
6.3.8 팔의 축 배치 ... 253
6.3.9 동체 설계 ... 254
6.3.10 편리한 CAD ... 256
6-4. 전기계(電氣系) ... 257
6.4.1 PIC? H8? SH2? ... 258
6.4.2 PWM은 소프트웨어로 할까? 하드웨어로 할까? ... 258
6.4.3 무선은 무선조종으로 할까? 시리얼로 할까? ... 259
6.4.4 센서와 자율성 ... 260
6.4.5 배터리 ... 261
6.4.6 배선 ... 261
6-5. 펌 웨어 ... 263
6.5.1 로봇의 움직임 ... 263
6.5.2 동작 ... 264
6.5.3 펌웨어의 구성 ... 264
6.5.4 수신기 신호 읽기 ... 264
6.5.5 가속도 센서 읽기 ... 266
6.5.6 조종 모듈 ... 266
6.5.7 오토 데모 관리 모듈 ... 266
6.5.8 동작 관리 모듈 ... 267
6.5.9 자세 보간 모듈 ... 267
6.5.10 펄스 발생 모듈 ... 268
6-6. 동작 에디터 ... 269
6.6.1 시스템 구성 ... 269
6.6.2 동작 에디터 "TopDancer" ... 270
6.6.3 관절 슬라이더 ... 270
6.6.4 자세의 연속 동작(시퀀스)＝동작 ... 271
6.6.5 송신기 조작 분배 ... 272
6.6.6 마스터 슬레이브 모드 ... 274
6.6.7 오토 데모 편집 ... 275
6.6.8 그 밖의 기능 ... 276
6-7. 동작 작성의 예 ... 277
6.7.1 보행 ... 277
6.7.2 일어나기 ... 277
6.7.3 아이들링 ... 279
6-8. 마무리 ... 280
7장 강왕환(剛王丸)
7-1. 시작하면서 ... 282
7-2. 강왕환의 시작 ... 283
7.2.1 가능할지도 모르겠다 ... 283
7.2.2 강왕환의 제작 목표 ... 283
7-3. 강왕환의 특성 ... 284
7.3.1 하드웨어의 구성 ... 284
7.3.2 모터 ... 285
7.3.3 제어계 CPU ... 287
7.3.4 제어계 부-CPU ... 287
7-4. 기기 설계 ... 289
7.4.1 컨트롤러 설계 ... 289
7.4.2 마스터 암 설계 ... 291
7.4.3 팔 설계 ... 294
7.4.4 다리 설계 ... 295
7.4.5 동체 설계 ... 298
7-5. 실장 애플리케이션 ... 300
7.5.1 다축 제어 알고리즘 ... 300
7.5.2 보행 알고리즘 ... 303
7.5.3 마스터 슬레이브 제어 알고리즘 ... 308
7-6. 마무리 ... 313
8장 하지메 로봇 4호기
8-1. 시작하면서 ... 316
8.1.1 하지메 로봇 4호기의 사양 ... 317
8.1.2 하지메 로봇 4호기의 성적 ... 317
8-2. 개발 목표 ... 318
8.2.1 하지메 로봇의 개발 배경 ... 318
8.2.2 하지메 로봇 4호기의 개발 목표 ... 319
8-3. 디자인 ... 320
8.3.1 하지메 로봇 4호기의 모습 ... 320
8.3.2 하지메 로봇의 설계 포인트 ... 322
8-4. 하드웨어 ... 327
8.4.1 구조재(프레임) ... 327
8.4.2 액추에이터 ... 327
8.4.3 마이컴 ... 328
8.4.4 배터리 ... 328
8.4.5 무선 ... 329
8.4.6 센서 ... 329
8.4.7 그 밖의 부품 ... 330
8-5. 소프트웨어 ... 331
8.5.1 소프트웨어 개발 환경 ... 331
8.5.2 소프트웨어 구성 ... 331
8.5.3 보행 알고리즘 ... 332
8.5.4 자이로에 의한 제어 ... 337
8.5.5 가속도 센서에 의한 제어 ... 338
8.5.6 동작 ... 338
8-6. 마무리 ... 341
집필자 약력 ... 343
찾아보기 ... 344
부록 ... 350
1. 로봇 제조업체
2. 액추에이터(전동기) 제조업체
3. 배터리 및 전원장치 제조업체
4. 통신(RFID／적외선) 제조업체
5. 로봇 정보 제공 사이트
6. ROBO-ONE 대회 참가자들의 홈페이지
7. 일본의 로봇 제조업체
8. 완구용 장난감 로봇 제조업체
9. 로봇용 센서 제조업체
10. 로봇용 카메라／바퀴 제조업체
11. 국내 로봇 대회
12. 국제 로봇 대회
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