로봇 어플리케이션을 위한 새로운 방식의 6축 힘 토크 센서

Abstract

요새 4족 보행 로봇, 협동 로봇, 무인 자율주행 로봇 등 로봇에 대한 관심이 많아 지고 있다. 로봇에서 중요한 요소인 힘 제어, 및 힘 측정을 위해 많은 힘 토크 센서가 존재한다. 하지만, 1축 힘 센서인 로드 셀부터 6축 힘 토크 센서까지 다양한 센서가 있지만 가격이 비싸 상용화된 로봇에 적용이 매우 힘들다. 보통 힘 센서는 스트레인 게이지 센서부터 압전기(피에조), MEMS, 축전기까지 여러 가지 방법이 있다. 하지만, 가장 많이 쓰이는 스트레인 게이지 센서는 증폭 장치가 필요하며, 작게 만들기 힘들고 가격이 비싼 것이 단점이 있다. 또한, 축전기를 사용하는 방법은 가격이 저렴하지만, 정전기에 약하고, 작게 만들면 샘플링 주기가 200Hz로 힘 제어에는 충분한 대역폭을 제공하지 못한다. 그래서 포토 커플러 중 하나인 포토 리플렉터를 이용 하여 한 평면에 센서를 배치하여 6축 힘 토크 센서를 새로운 방식을 이용해 저렴한 가격으로 제작을 하여 연구를 진행하게 되었다.