드로봇

본 작품은 공중 비행과 지상 주행을 모두 수행하는 변형형 드론-로버 하이브리드 로봇이다. 멀티콥터 드론은 지형과 장애물에 구애받지 않는 기동성을 갖지만 호버링만으로도 기체 중량 전체를 추력으로 들어올려야 하므로 소비 전력이 크고 임무 지속시간이 짧다. 반면 로버는 지상을 바퀴로 돌아다니며 마찰력만 극복하면 되어 에너지 효율이 높지만 계단, 붕괴 잔해, 단차 등 수직 장애물을 넘지 못한다. 드로봇은 두 이동 방식을 하나의 기체에 통합하여, 평상시에는 로버 모드로 저전력 주행을 하다가 장애물을 만나면 드론 모드로 전환해 비행으로 극복하는 상호보완적 운용을 구현한다.
핵심 아이디어는 바퀴 내부에 프로펠러가 존재하여 드론 주행시 바퀴가 프로펠러 가드가 되는 이중 기능 휠 구조이다. 각 암 끝의 휠 모듈은 내부에 16인치 프로펠러와 브러시리스 모터를 품고 있으며, 서보의 회전이 베벨기어를 거쳐 45° 경사축을 중심으로 휠 모듈 전체를 180° 회전시키면 휠 평면이 수직에서 수평으로 전환된다. 드론 모드에서 휠은 수평으로 눕혀져 프로펠러를 감싸는 가드가 되고, 로버 모드에서는 수직으로 세워져 지면을 구르는 바퀴가 된다. 주행 동력은 휠 테두리에 직접 가공한 휠기어를 DC 기어드 모터의 피니언이 외접 구동하는 방식으로 전달하여, 허브 공간을 프로펠러에 온전히 양보하면서 약 10.75:1의 큰 감속비를 확보하였다. 비행용 BLDC 추진계와 주행용 DC 구동계를 완전히 분리해 각 모드에 최적화된 모터를 사용한다. 제어는 비행제어기와 모드 전환 및 주행 제어기의 이원 구조로 구성한다.
드로봇은 재난 현장 수색, 교량·터널 등의 시설물점검, 정찰 임무와 같이 넓은 영역을 오래 탐색하면서도 험지 돌파가 필요한 분야에 활용될 수 있으며, 단일 기체로 두 로봇의 역할을 수행함으로써 운용 비용과 장비 중량을 절감하는 효과가 기대된다.