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영어

This study extends a complex linkage mechanism proposed in prior research into a system-level implementation for practical hybrid wheel-track mobility on diverse terrains. We propose a single-actuator mechanism that achieves terrain-adaptive configurations for flat (H-type), soft (M-type), and obstacle (O-type) conditions with wheel-track mode switching. We designed a composite linkage mechanism with an auxiliary wing structure to maintain a circular wheel profile and improve structural support. The system integrates a multi-stage gear train and a dog clutch, enabling both shape transformation and driving mode switching with a single actuation input. Structural analysis confirms a minimum safety factor of 2.69, and qualitative experiments using a 3D-printed prototype verify that the kinematic behavior and driving mode transition agree with the design intent. The proposed system demonstrates the feasibility of a terrain-adaptive locomotion mechanism and extends the hybrid wheel concept to a practical system-level application.

한국어

본 연구에서는 다양한 지형 조건에서 안정적 주행이 가능한 하이브리드 바퀴-궤도 시스템의 실용화를 위해, 선행연구에서 제안된 복합 링크기구를 이동 시스템 적용을 위한 핵심 구동 메커니즘 수준으로 확장하여 H-type(평지), M-type(연약지반), O-type(장애물)에 최적화된 형상과 바퀴-궤도 주행 선택이 가능한 메커니즘을 제안하였다. 원형 바퀴 형상의 안정적인 유지와 구조적 지지를 위해 보조 구조체인 윙(wing)을 추가하여 기존 링크 구조를 보완하였으며, 복합 링크기구와 다단 기어 및 도그 클러치로 구성된 동력 전달·주행 전환 메커니즘을 기계적으로 통합함으로써, 형상 및 주행 방식 전환을 단일입력으로 구현하였다. 구조적 안정성 해석 결과, 모든 주행 형상에서 최소 안전율 2.69 이상을 확보하였으며, 3D 프린팅 시제품을 이용한 정성적 주행 실험을 통해 설계된 기구학적 거동과 주행 전환 기능이 설계 의도와 일치함을 확인하였다. 본 연구는 제한된 설치 공간과 구동 조건에서도 효율적인 형상 전환이 가능한 지형적응형 이동 시스템의 실현 가능성을 보였으며 복합 링크기구 기반 하이브리드 바퀴 개념을 시스템 수준으로 확장하여 지형 적응형 이동 메커니즘의 실용적 적용 가능성을 제시한다.

저자

• 정진우 [ Jinwoo Jung ]
• 이영채 [ Yeongchae Lee ]
• 김상현 [ Sang-Hyun Kim ]

참고문헌

발행기관

간행물

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• 간행물명

  The Journal of the Convergence on Culture Technology (JCCT) [문화기술의 융합]

• 간기

  격월간

• pISSN

  2384-0358

• eISSN

  2384-0366

• 수록기간

  2015~2026

• 등재여부

  KCI 등재

• 십진분류

  KDC 600 DDC 700