KR102148941B1

KR102148941B1 - Snake robot using outer cover of tube form and control method thereof

Info

Publication number: KR102148941B1
Application number: KR1020190023239A
Authority: KR
Inventors: 김무림; 신동빈; 신동관; 서갑호
Original assignee: 한국로봇융합연구원
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2020-08-28

Abstract

Disclosed is a snake robot with an outer cover in a tube form and a control method thereof. According to one aspect of the present invention, the snake robot comprises: a hollow body unit made by connecting a plurality of modules having driving shafts at right angles to each other by a universal joint method; a supply unit connected to one end of the body unit; and a robot hand connected to at least a part of the supply unit to perform a task by gripping or releasing an object. The supply unit includes a tube inserted into the hollow part on the other end of the body unit to move a first material related to the survival of a person to be rescued to the outside through the one end. The present invention is able to shorten or lengthen the distance between the plurality of modules, to reduce or extend the total length of the body unit, to move by using the changes in the total length of the body unit, and to place a contractible/expandable tube on at least a part of a surface of the body unit. The present invention aims to provide the snake robot with the outer cover in the tube form and the control method thereof, capable of increasing the ability of securing the safety of the person to be rescued.

Description

Snake robot with tube-shaped outer shell and its control method {SNAKE ROBOT USING OUTER COVER OF TUBE FORM AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 튜브형태의 외피를 구비한 뱀 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 풍선처럼 몸을 부풀릴 수 있는 파트가 몸통이나 꼬리부분에 있어 외부에서 공급받는 공압으로 잔해물 사이를 벌릴 수 있는 추가 기능으로 매몰자의 안전 확보 능력을 증대시킬 수 있는 튜브형태의 외피를 구비한 뱀 로봇 및 그 제어방법에 관한 것이다.The present invention relates to a snake robot having a tube-shaped outer shell and a control method thereof.The present invention relates to a part that can inflate the body like a balloon is located at the body or tail, so that it is possible to spread between debris with pneumatic supplied from the outside. The present invention relates to a snake robot having a tube-shaped shell that can increase the ability to secure the safety of an investor with an additional function and a control method thereof.

로봇 핸드(robot hand)는 복수의 손가락에 의해서 물체를 구속 또는 이동시키는 기계의 손을 의미하고, 로봇 암(arm)이 넓은 작업 영역 내에서의 대체적인 위치 결정을 하는 데 반해 로봇 핸드는 한정된 영역 내에서의 미세한 조작이나 물체의 파악을 하는데 이용되고 있다.The robot hand refers to the hand of a machine that constrains or moves an object by a plurality of fingers, and while the robot arm determines a general position within a wide working area, the robot hand is a limited area. It is used for subtle manipulation and grasping of objects within.

또한, 이러한 인공지능 및 로봇기술은 다양한 분야에 활용이 확산 중이며, 제조환경에서의 부품파지 및 조립의 핸들링 기술돌파(Breakthrough)를 위한 핵심기술로 활용될 수 있다.In addition, such artificial intelligence and robot technologies are being used in various fields, and can be used as core technologies for breakthrough of handling technologies for gripping and assembling parts in a manufacturing environment.

로봇 핸드는 다양한 재난상황(지진, 폭설, 화재, 폭우, 산사태 등)으로 건물 붕괴시 협소 공간에 진입하여 매몰자의 위치 및 상태를 파악하고, 골든 타임을 연장하는 로봇에 접목하여 사용될 수 있다.The robot hand can be used in conjunction with a robot that extends the golden time by entering a narrow space when a building collapses in various disaster situations (earthquake, heavy snow, fire, heavy rain, landslide, etc.) to determine the location and condition of the investigator.

기존에는 덩굴형(vine-type) 형태의 로봇이 개발된 사례가 있으나 전진만 가능하고 후진이 불가능하고 1회 투입 후 재 사용성이 좋지 않아, 여러 곳에서 반복적인 투입을 요구하는 탐지, 구조 임무 활용에는 부적합하다는 문제점이 있었다.In the past, there is a case where a vine-type robot was developed, but only forward and backward is not possible, and reusability after one injection is not good, so use of detection and rescue missions that require repetitive injection in several places There was a problem that it was inappropriate.

또한, 기존의 선행 개발된 기술들은 협소 공간 이동/정찰 기능에만 중점을 두어 로봇이 개발되고 있다는 문제점도 있었다.In addition, the existing previously developed technologies have a problem that robots are being developed by focusing only on the movement/reconnaissance function of a narrow space.

따라서 외부에서 공급받는 공압으로 잔해물 사이를 벌릴 수 있는 추가 기능을 구비함으로써, 매몰자의 안전 확보 능력을 증대시킨 로봇에 대한 니즈가 높아지고 있다.Accordingly, the need for a robot that has increased the ability to secure the safety of the investor is increasing by providing an additional function that can spread the debris with the pneumatic supplied from the outside.

(1) 대한민국 특허청 출원번호 제 10-2016-0007854호(1) Korean Intellectual Property Office Application No. 10-2016-0007854 (2) 대한민국 특허청 출원번호 제 10-2016-0037824호(2) Korean Intellectual Property Office Application No. 10-2016-0037824

본 발명은 튜브형태의 외피를 구비한 뱀 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 풍선처럼 몸을 부풀릴 수 있는 파트가 몸통이나 꼬리부분에 있어 외부에서 공급받는 공압으로 잔해물 사이를 벌릴 수 있는 추가 기능으로 매몰자의 안전 확보 능력을 증대시킬 수 있는 튜브형태의 외피를 구비한 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공하고자 한다.The present invention relates to a snake robot having a tube-shaped outer shell and a control method thereof.The present invention relates to a part that can inflate the body like a balloon is located at the body or tail, so that it is possible to spread between debris with pneumatic supplied from the outside. It is intended to provide users with a snake robot with a tube-shaped shell and a control method thereof that can increase the ability to secure the safety of the investor with an additional function.

구체적으로, 본 발명은 건축물의 붕괴 등 재난상황이 발생한 현장에서 인명 및 위험 확인을 위한 뱀 로봇에 대한 것으로, 뱀 로봇의 구동움직임에 있어 모듈 회전축을 기준으로 수평 및 수직방향의 정/역회전을 구현할 수 있는 구조로 실제 뱀의 동작과 유사하게 본체의 이동을 구현한 중공형 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공하고자 한다.Specifically, the present invention relates to a snake robot for checking life and danger at a site in which a disaster situation such as a collapse of a building occurs. In the driving movement of the snake robot, forward/reverse rotation in horizontal and vertical directions is performed based on the module rotation axis. With a structure that can be implemented, a hollow snake robot that implements movement of the body similar to the actual snake movement and a control method thereof are provided to the user.

또한, 본 발명은 인명 및 위험 확인을 위한 여러 종류의 다양한 센서와 구조가 필요한 인명의 골든타임 연장을 위해, 그리퍼(예: 3지 10자유도, 4지 8자유도, 3개 그리퍼와 1개 카메라 조합된 그리퍼)와 약물이나 영양주스를 공급가능한 튜브를 1대의 뱀 로봇 머리 모듈로 구성한 중공형 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공하고자 한다.In addition, the present invention is a gripper (e.g., 3G and 10 degrees of freedom, 4G and 8 degrees of freedom, 3 grippers and 1 A hollow snake robot consisting of a single snake robot head module including a gripper combined with a camera) and a tube capable of supplying drugs or nutrient juice, and a control method thereof, to the user.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Meanwhile, the technical problems to be achieved in the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems that are not mentioned are clearly to those of ordinary skill in the technical field to which the present invention belongs from the following description. It will be understandable.

상기의 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 양상인 뱀 로봇은, 유니버설 조인트(universal joint) 방식의 서로 직교하는 구동축을 가진 복수의 모듈을 연결하여 구성된 중공형의 몸통부; 상기 몸통부의 일단에 연결되는 공급부; 및 상기 공급부의 적어도 일부에 연결되고, 객체를 파지 또는 해방하여 태스크(task)를 수행하는 로봇 핸드; 를 포함하고, 상기 공급부는, 상기 몸통부의 타단의 중공으로 삽입되고, 상기 일단을 통해 외부로 요구조자의 생존과 관련된 제 1 물질을 이동시키기 위한 튜브;를 포함하며, 상기 복수의 모듈의 연결된 이격거리를 좁히거나 늘림으로써, 상기 몸통부의 전체 길이가 줄어들거나 늘어나고, 상기 몸통부의 전체 길이 변화를 이용하여 이동 가능하며, 상기 몸통부 표면의 적어도 일부에는 수축 및 팽창 가능한 튜브가 배치될 수 있다.A snake robot according to an aspect of the present invention for achieving the above technical problem includes: a hollow body configured by connecting a plurality of modules having drive shafts perpendicular to each other in a universal joint method; A supply part connected to one end of the body part; And a robot hand connected to at least a part of the supply unit and performing a task by gripping or releasing an object. Including, the supply unit, a tube inserted into the hollow of the other end of the body, and through the one end to move the first material related to the survival of the requestor to the outside; includes, and connected separation distance of the plurality of modules By narrowing or increasing the length, the total length of the body portion may be reduced or increased, and may be moved using a change in the total length of the body portion, and a contractible and expandable tube may be disposed on at least a portion of the surface of the body portion.

또한, 상기 튜브가 팽창하는 경우, 상기 중공형 뱀 로봇 주변에 배치된 적어도 하나의 잔해물이, 상기 팽창된 튜브에 의해 밀려나감으로써, 상기 중공형 뱀 로봇이 주행할 수 있는 공간 및 상기 요구조자의 여유 공간 중 적어도 하나가 확보될 수 있다.In addition, when the tube is inflated, at least one debris disposed around the hollow snake robot is pushed out by the expanded tube, so that the space in which the hollow snake robot can travel and the margin of the requestor At least one of the spaces may be secured.

또한, 상기 몸통부 표면은 복수의 영역으로 구획되고, 상기 구획된 복수의 영역 각각에 대응하여 복수의 튜브가 배치되며, 상기 복수의 튜브 중 제 1 튜브가 팽창하는 경우, 상기 복수의 영역 중 상기 제 1 튜브에 대응하는 제 1 영역 주변의 적어도 하나의 잔해물이 밀려나갈 수 있다.In addition, the surface of the body portion is divided into a plurality of regions, a plurality of tubes are disposed corresponding to each of the divided plurality of regions, and when the first tube of the plurality of tubes expands, the At least one debris around the first region corresponding to the first tube may be pushed out.

또한, 상기 튜브는 마찰을 발생시키는 마찰 발생부재를 더 포함하고, 상기 몸통부의 전체 길이가 변화되는 경우, 상기 마찰 발생부재에서 발생하는 마찰력을 추가로 이용하여 상기 중공형 뱀 로봇의 주행에 이용할 수 있다.In addition, the tube further includes a friction generating member for generating friction, and when the overall length of the body portion is changed, the friction force generated by the friction generating member may be additionally used to be used for driving the hollow snake robot. have.

또한, 상기 외부로 상기 제 1 물질을 배출하는 상기 튜브의 일단은 상기 요구조자의 입에 연결 가능하고, 상기 제 1 물질은, 공기, 물, 상기 요구조자와 관련된 약물 및 영양액 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In addition, one end of the tube for discharging the first substance to the outside may be connected to the mouth of the requestor, and the first material may contain at least one of air, water, and a drug and nutrient solution related to the requestor. have.

본 발명은 튜브형태의 외피를 구비한 뱀 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 풍선처럼 몸을 부풀릴 수 있는 파트가 몸통이나 꼬리부분에 있어 외부에서 공급받는 공압으로 잔해물 사이를 벌릴 수 있는 추가 기능으로 매몰자의 안전 확보 능력을 증대시킬 수 있는 튜브형태의 외피를 구비한 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention relates to a snake robot having a tube-shaped outer shell and a control method thereof.The present invention relates to a part that can inflate the body like a balloon is located at the body or tail, so that it is possible to spread between debris with pneumatic supplied from the outside. A snake robot having a tube-shaped shell that can increase the ability to secure the safety of an investor with an additional function and a control method thereof can be provided to the user.

구체적으로, 본 발명은 건축물의 붕괴 등 재난상황이 발생한 현장에서 인명 및 위험 확인을 위한 뱀 로봇에 대한 것으로, 뱀 로봇의 구동움직임에 있어 모듈 회전축을 기준으로 수평 및 수직방향의 정/역회전을 구현할 수 있는 구조로 실제 뱀의 동작과 유사하게 본체의 이동을 구현한 중공형 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.Specifically, the present invention relates to a snake robot for checking life and danger at a site in which a disaster situation such as a collapse of a building occurs. In the driving movement of the snake robot, forward/reverse rotation in horizontal and vertical directions is performed based on the module rotation axis. With a structure that can be implemented, it is possible to provide a user with a hollow snake robot that implements movement of the main body similar to the actual snake movement and a control method thereof.

또한, 본 발명은 인명 및 위험 확인을 위한 여러 종류의 다양한 센서와 구조가 필요한 인명의 골든타임 연장을 위해, 그리퍼(예: 3지 10자유도, 4지 8자유도, 3개 그리퍼와 1개 카메라 조합된 그리퍼)와 약물이나 영양주스를 공급가능한 튜브를 1대의 뱀 로봇 머리 모듈로 구성한 중공형 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.In addition, the present invention is a gripper (e.g., 3G and 10 degrees of freedom, 4G and 8 degrees of freedom, 3 grippers and 1 degree of freedom) for prolonging the golden time of a person who needs various types of sensors and structures for identification of life and danger. A hollow snake robot comprising a single snake robot head module including a gripper combined with a camera) and a tube capable of supplying drugs or nutritional juice, and a control method thereof can be provided to the user.

한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.On the other hand, the effects obtainable in the present invention are not limited to the above-mentioned effects, and other effects not mentioned will be clearly understood by those of ordinary skill in the art from the following description. I will be able to.

도 1는 본 발명이 제안하는 뱀 로봇의 구성을 설명하는 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명이 제안하는 뱀 로봇의 일례를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 뱀 로봇의 꼬리부에 연결되는 구조물의 구체적인 구성을 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 뱀 로봇의 영양 공급부의 구성을 설명하는 블록 구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 뱀 로봇의 영양 공급부의 일례를 도시한 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 뱀 로봇의 영양주스공급 튜브 구조를 통해, 요구조자의 골든타임을 연장하는 일례를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 뱀 로봇을 이용하여 붕괴 잔해물 사이를 벌리는 일례를 도시한 것이다.
도 8은 본 발명에 따른 뱀 로봇에 적용되는 수축 및 팽창 가능한 튜브형태의 외피구조의 일례를 도시한 것이다.
도 9는 본 발명에 따른 뱀 로봇의 주행방법의 일례를 도시한 것이다.
도 10은 본 발명에 따른 뱀 로봇의 외피 마찰 발생부를 주행방법에 이용하는 일례를 도시한 것이다.1 is a block diagram illustrating the configuration of a snake robot proposed by the present invention.
2 shows an example of a snake robot proposed by the present invention.
Figure 3 shows a specific configuration of the structure connected to the tail of the snake robot according to the present invention.
4 is a block diagram illustrating the configuration of a nutrition supply unit of the snake robot according to the present invention.
Figure 5 shows an example of the nutrition supply unit of the snake robot according to the present invention.
6 shows an example of extending the golden time of the requestor through the nutrient juice supply tube structure of the snake robot according to the present invention.
7 shows an example of spreading between collapsed debris using the snake robot according to the present invention.
Figure 8 shows an example of a contractible and expandable tube-like shell structure applied to the snake robot according to the present invention.
9 shows an example of a driving method of a snake robot according to the present invention.
10 shows an example of using the skin friction generating unit of the snake robot according to the present invention in a driving method.

뱀 로봇Snake robot

본 발명의 구체적인 설명에 앞서, 본 발명에 적용되는 중공형 뱀 로봇의 구성을 도면을 참조하여 설명한다.Prior to the detailed description of the present invention, a configuration of a hollow snake robot applied to the present invention will be described with reference to the drawings.

도 1은 본 발명이 제안하는 중공형 뱀 로봇의 구성을 설명하는 블록 구성도이다.1 is a block diagram illustrating a configuration of a hollow snake robot proposed by the present invention.

도 1을 참조하면, 중공형 뱀 로봇(100)은 무선 통신부(110), A/V(Audio/Video) 입력부(120), 사용자 입력부(130), 센싱부(140), 출력부(150), 메모리(160), 인터페이스부(170), 제어부(180), 전원 공급부(190) 및 로봇 핸드(200) 등을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, the hollow snake robot 100 includes a wireless communication unit 110, an audio/video (A/V) input unit 120, a user input unit 130, a sensing unit 140, and an output unit 150. , A memory 160, an interface unit 170, a control unit 180, a power supply unit 190, a robot hand 200, and the like.

단, 도 1에 도시된 구성요소들이 필수적인 것은 아니어서, 그보다 많은 구성요소들을 갖거나 그보다 적은 구성요소들을 갖는 중공형 뱀 로봇이 구현될 수도 있다.However, since the components shown in FIG. 1 are not essential, a hollow snake robot having more components or fewer components may be implemented.

이하, 상기 구성요소들에 대해 차례로 살펴본다.Hereinafter, the components will be described in order.

무선 통신부(110)는 중공형 뱀 로봇과 무선 통신 시스템 사이 또는 기기와 기기가 위치한 네트워크 사이의 무선 통신을 가능하게 하는 하나 이상의 모듈을 포함할 수 있다. The wireless communication unit 110 may include one or more modules that enable wireless communication between a hollow snake robot and a wireless communication system or between a device and a network in which the device is located.

예를 들어, 무선 통신부(110)는 이동통신 모듈(112), 무선 인터넷 모듈(113), 근거리 통신 모듈(114) 및 위치정보 모듈(115) 등을 포함할 수 있다.For example, the wireless communication unit 110 may include a mobile communication module 112, a wireless Internet module 113, a short-range communication module 114, a location information module 115, and the like.

이동통신 모듈(112)은, 이동 통신망 상에서 기지국, 외부의 기기, 서버 중 적어도 하나와 무선 신호를 송수신한다. The mobile communication module 112 transmits and receives a radio signal with at least one of a base station, an external device, and a server on a mobile communication network.

문자/멀티미디어 메시지 송수신에 따른 다양한 형태의 데이터를 포함할 수 있다. It may contain various types of data according to transmission/reception of text/multimedia messages.

무선 인터넷 모듈(113)은 무선 인터넷 접속을 위한 모듈을 말하는 것으로, 중공형 뱀 로봇에 내장되거나 외장될 수 있다. 무선 인터넷 기술로는 WLAN(Wireless LAN)(Wi-Fi), Wibro(Wireless broadband), Wimax(World Interoperability for Microwave Access), HSDPA(High Speed Downlink Packet Access) 등이 이용될 수 있다. The wireless Internet module 113 refers to a module for wireless Internet access, and may be embedded or external to the hollow snake robot. As a wireless Internet technology, WLAN (Wireless LAN) (Wi-Fi), Wibro (Wireless broadband), Wimax (World Interoperability for Microwave Access), HSDPA (High Speed Downlink Packet Access), and the like may be used.

근거리 통신 모듈(114)은 근거리 통신을 위한 모듈을 말한다. 근거리 통신(short range communication) 기술로 블루투스(Bluetooth), RFID(Radio Frequency Identification), 적외선 통신(IrDA, infrared Data Association), UWB(Ultra Wideband), ZigBee, 와이파이(Wireless Fidelity, Wi-Fi) 등이 이용될 수 있다.The short-range communication module 114 refers to a module for short-range communication. Short range communication technologies include Bluetooth, Radio Frequency Identification (RFID), infrared data association (IrDA), Ultra Wideband (UWB), ZigBee, and Wi-Fi (Wireless Fidelity, Wi-Fi). Can be used.

위치정보 모듈(115)은 중공형 뱀 로봇의 위치를 획득하기 위한 모듈로서, 그의 대표적인 예로는 GPS(Global Position System) 모듈이 있다.The location information module 115 is a module for acquiring the position of a hollow snake robot, and a representative example thereof is a GPS (Global Position System) module.

도 1을 참조하면, A/V(Audio/Video) 입력부(120)는 오디오 신호 또는 비디오 신호 입력을 위한 것으로, 이에는 카메라(121)와 마이크(122) 등이 포함될 수 있다. 카메라(121)는 촬영 모드에서 이미지 센서에 의해 얻어지는 정지영상 또는 동영상 등의 화상 프레임을 처리한다. 처리된 화상 프레임은 디스플레이부(151)에 표시될 수 있다.Referring to FIG. 1, an audio/video (A/V) input unit 120 is for inputting an audio signal or a video signal, and may include a camera 121 and a microphone 122. The camera 121 processes image frames such as still images or moving pictures obtained by the image sensor in the photographing mode. The processed image frame may be displayed on the display unit 151.

카메라(121)에서 처리된 화상 프레임은 메모리(160)에 저장되거나 무선 통신부(110)를 통하여 외부로 전송될 수 있다. The image frame processed by the camera 121 may be stored in the memory 160 or transmitted to the outside through the wireless communication unit 110.

카메라(121)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.Two or more cameras 121 may be provided depending on the use environment.

본 발명에 따른 카메라(121)는 열화상 카메라일 수 있다.The camera 121 according to the present invention may be a thermal imaging camera.

열화상 카메라는 원적외선 카메라로도 호칭되고, 원적외선(Far Infrared, LongWave Infrared, FIR)을 이용하여 적어도 하나의 객체를 촬영하는 카메라이다.The thermal imaging camera is also referred to as a far infrared camera, and is a camera that photographs at least one object using far infrared (Far Infrared, LongWave Infrared, FIR).

원적외선은 통상 파장이 8㎛ 이상인 적외선을 의미하고, 가시광선보다 파장이 길어서 눈에 보이지 않고 열작용이 크며 침투력이 강하다. Far-infrared rays generally mean infrared rays having a wavelength of 8 μm or more, and because they are longer than visible rays, they are invisible, heat action is large, and penetration is strong.

본 발명에 따른 원적외선 카메라의 특성을 설명한다.The characteristics of the far infrared camera according to the present invention will be described.

일반 CCD, CMOS 소자를 사용하는 카메라는 가시광 영역의 빛을 감지하여 투영하는 역할을 하기 때문에 사람의 눈으로 보는 것과 비슷한 영상을 획득할 수 있다. Since a camera using a general CCD or CMOS device detects and projects light in the visible light region, it is possible to acquire an image similar to that of a human eye.

반면, 원적외선 카메라(122)는 사람이 보지 못하는 적외선 대역의 빛을 투영한다. On the other hand, the far infrared camera 122 projects light in an infrared band that humans cannot see.

적외선은 빛의 파장 중 750nm에서 1mm의 대역의 빛을 말하는 것으로서, 이러한 적외선 대역 중에서도 NIR(Near Infra-Red)의 빛은 700nm에서 1400nm의 파장을 말하며, NIR 대역의 빛은 사람의 눈에는 보이지 않지만 CCD나 CMOS 소자로도 감지가 가능하며 필터를 이용하면 NIR 대역의 빛만을 감지할 수 있다. Infrared refers to light in the band of 750nm to 1mm among the wavelengths of light. Among these infrared bands, the light of NIR (Near Infra-Red) refers to the wavelength of 700nm to 1400nm, and the light in the NIR band is not visible to the human eye. It can be detected with a CCD or CMOS device, and if a filter is used, only light in the NIR band can be detected.

이에 비해, FIR의 빛은 LWIR(Long Wavelength Infra-Red)라고도 하며 적외선은 빛의 파장 중 8μm에서 15μm의 대역을 나타낸다. In contrast, FIR light is also known as LWIR (Long Wavelength Infra-Red), and infrared rays represent a band of 8 μm to 15 μm of the wavelength of light.

특히, FIR 대역은 온도에 따라 파장이 변하기 때문에 온도를 구별할 수 있는 장점이 있다. In particular, since the wavelength of the FIR band changes according to temperature, there is an advantage of distinguishing the temperature.

원적외선 카메라의 대상인 사람(보행자)의 체온은 10μm의 파장을 가진다.The body temperature of a person (pedestrian), the target of a far-infrared ray camera, has a wavelength of 10 μm.

특히, 원적외선 카메라를 통해 획득된 정보를 디지털 영상 신호로 변환하고, 변환된 영상 신호를 특정 알고리즘(Algorithm)을 통해 분석, 수정 및 보완하며, 상기 처리가 완료된 영상 신호가 디스플레이부(151)를 통해 출력되도록 제어할 수 있다.In particular, the information obtained through the far-infrared camera is converted into a digital image signal, the converted image signal is analyzed, corrected and supplemented through a specific algorithm, and the processed image signal is transmitted through the display unit 151. It can be controlled to be output.

제어부(180)는 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.The controller 180 may be implemented in a recording medium that can be read by a computer or a similar device using software, hardware, or a combination thereof.

또한, 본 발명에 따른 카메라(121)의 일종으로 레이더가 구비될 수 있다.In addition, a radar may be provided as a kind of camera 121 according to the present invention.

레이더는 무선탐지와 거리측정(Radio Detecting And Ranging)의 약어로 마이크로파(극초단파, 10cm~100cm 파장)의 전자기파를 물체에 발사시켜 그 물체에서 반사되는 전자기파를 수신하여 물체와의 거리, 방향, 고도 등을 알아내는 무선감시장치이다.Radar is an abbreviation of Radio Detecting And Ranging. It emits electromagnetic waves of microwaves (microwaves, 10cm to 100cm wavelengths) to an object and receives the electromagnetic waves reflected from the object, and the distance, direction, and altitude from the object. It is a wireless monitoring device to find out.

또한, 본 발명에 따른 카메라(121)의 일종으로 라이더가 구비될 수도 있다.In addition, a rider may be provided as a kind of camera 121 according to the present invention.

라이더는 light detection and ranging의 줄인 말로 레이저레이더(laser radar)와 같다. Rider is short for light detection and ranging, and is like laser radar.

전파에 가까운 성질을 가진 레이저광선을 사용하여 개발한 레이더라고 볼 수 있는데, 레이저는 처음에 통신용으로 개발되었지만 강한 단색성에 의해 빛과 전파의 양면 특징을 가진다.It can be seen as a radar developed using a laser beam with properties close to radio waves. Although the laser was initially developed for communication, it has the characteristics of both light and radio waves due to its strong monochromaticity.

즉, 펄스 레이저광을 대기중에 발사해 그 반사체 또는 산란체를 이용하여 거리, 대기현상 등을 측정하는 장치이다.In other words, it is a device that emits pulsed laser light into the atmosphere and measures the distance and atmospheric phenomena using the reflector or scattering agent.

라이더는 반사광의 시간 측정은 클록 펄스로 계산하며, 그 진동수 30MHz로 5m, 150MHz로 1m 분해능을 가질 수 있고, 각도로는 30초 정도의 작은 빔폭의 강력한 적외선 펄스를 발생할 수 있다.The Rider calculates the time measurement of the reflected light with a clock pulse, and can have a resolution of 5m at 30MHz and 1m at 150MHz, and generate a strong infrared pulse with a small beam width of about 30 seconds at an angle.

또한, 마이크(122)는 녹음모드, 음성인식 모드 등에서 마이크로폰(Microphone)에 의해 외부의 음향 신호를 입력받아 전기적인 음성 데이터로 처리한다. 처리된 음성 데이터는 이동통신 모듈(112)을 통하여 이동통신 기지국으로 송신 가능한 형태로 변환되어 출력될 수 있다. 마이크(122)에는 외부의 음향 신호를 입력받는 과정에서 발생되는 잡음(noise)을 제거하기 위한 다양한 잡음 제거 알고리즘이 구현될 수 있다.In addition, the microphone 122 receives an external sound signal by a microphone in a recording mode, a voice recognition mode, and the like and processes it as electrical voice data. The processed voice data may be converted into a format transmittable to a mobile communication base station through the mobile communication module 112 and then output. Various noise removal algorithms may be implemented in the microphone 122 to remove noise generated in the process of receiving an external sound signal.

사용자 입력부(130)는 사용자가 중공형 뱀 로봇의 동작 제어를 위한 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad) 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치 등으로 구성될 수 있다. The user input unit 130 generates input data for the user to control the operation of the hollow snake robot. The user input unit 130 may include a key pad, a dome switch, a touch pad (positive pressure/power failure), a jog wheel, a jog switch, and the like.

센싱부(140)는 중공형 뱀 로봇의 개폐 상태, 중공형 뱀 로봇의 위치, 사용자 접촉 유무, 중공형 뱀 로봇의 방위, 중공형 뱀 로봇의 가속/감속 등과 같이 중공형 뱀 로봇의 현 상태를 감지하여 중공형 뱀 로봇의 동작을 제어하기 위한 센싱 신호를 발생시킨다. The sensing unit 140 monitors the current state of the hollow snake robot, such as the opening and closing state of the hollow snake robot, the position of the hollow snake robot, the presence of user contact, the orientation of the hollow snake robot, and acceleration/deceleration of the hollow snake robot. It detects and generates a sensing signal to control the operation of the hollow snake robot.

센싱부(140)는 전원 공급부(190)의 전원 공급 여부, 인터페이스부(170)의 외부 기기 결합 여부 등을 센싱할 수도 있다. The sensing unit 140 may sense whether the power supply unit 190 supplies power, whether the interface unit 170 is coupled to an external device, or the like.

한편, 상기 센싱부(140)는 근접 센서(미도시)를 포함할 수 있다. Meanwhile, the sensing unit 140 may include a proximity sensor (not shown).

출력부(150)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부(151), 음향 출력 모듈(152), 알람부(153), 햅틱 모듈(154) 및 프로젝터 모듈(155) 등이 포함될 수 있다.The output unit 150 is for generating output related to visual, auditory, or tactile sense, and includes a display unit 151, an audio output module 152, an alarm unit 153, a haptic module 154, and a projector module ( 155) and the like may be included.

디스플레이부(151)는 중공형 뱀 로봇에서 처리되는 정보를 표시(출력)한다. The display unit 151 displays (outputs) information processed by the hollow snake robot.

디스플레이부(151)는 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 디스플레이(thin film transistor-liquid crystal display, TFT LCD), 유기 발광 다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 플렉시블 디스플레이(flexible display), 3차원 디스플레이(3D display) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. The display unit 151 includes a liquid crystal display (LCD), a thin film transistor-liquid crystal display (TFT LCD), an organic light-emitting diode (OLED), and a flexible display. display) and a 3D display.

이들 중 일부 디스플레이는 그를 통해 외부를 볼 수 있도록 투명형 또는 광투과형으로 구성될 수 있다. 이는 투명 디스플레이라 호칭될 수 있는데, 상기 투명 디스플레이의 대표적인 예로는 TOLED(Transparant OLED) 등이 있다. 디스플레이부(151)의 후방 구조 또한 광 투과형 구조로 구성될 수 있다. Some of these displays may be configured as a transparent type or a light-transmitting type so that the outside can be seen through them. This may be referred to as a transparent display, and a representative example of the transparent display is TOLED (Transparant OLED). The rear structure of the display unit 151 may also be configured as a light transmission type structure.

중공형 뱀 로봇의 구현 형태에 따라 디스플레이부(151)가 2개 이상 존재할 수 있다. 예를 들어, 중공형 뱀 로봇에는 복수의 디스플레이부들이 하나의 면에 이격되거나 일체로 배치될 수 있고, 또한 서로 다른 면에 각각 배치될 수도 있다. Two or more display units 151 may exist depending on the implementation form of the hollow snake robot. For example, in the hollow snake robot, a plurality of display units may be spaced apart or integrally disposed on one surface, or may be disposed on different surfaces.

디스플레이부(151)와 터치 동작을 감지하는 센서(이하, '터치 센서'라 함)가 상호 레이어 구조를 이루는 경우(이하, '터치 스크린'이라 함)에, 디스플레이부(151)는 출력 장치 이외에 입력 장치로도 사용될 수 있다. 터치 센서는, 예를 들어, 터치 필름, 터치 시트, 터치 패드 등의 형태를 가질 수 있다.When the display unit 151 and a sensor (hereinafter referred to as'touch sensor') for detecting a touch motion form a mutual layer structure (hereinafter, referred to as a'touch screen'), the display unit 151 It can also be used as an input device. The touch sensor may have, for example, a touch film, a touch sheet, a touch pad, or the like.

터치 센서는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 가해진 압력 또는 디스플레이부(151)의 특정 부위에 발생하는 정전 용량 등의 변화를 전기적인 입력신호로 변환하도록 구성될 수 있다. 터치 센서는 터치 되는 위치 및 면적뿐만 아니라, 터치 시의 압력까지도 검출할 수 있도록 구성될 수 있다. The touch sensor may be configured to convert a change in pressure applied to a specific portion of the display unit 151 or a capacitance generated at a specific portion of the display unit 151 into an electrical input signal. The touch sensor may be configured to detect not only a touched position and area, but also a pressure at the time of touch.

터치 센서에 대한 터치 입력이 있는 경우, 그에 대응하는 신호(들)는 터치 제어기로 보내진다. 터치 제어기는 그 신호(들)를 처리한 다음 대응하는 데이터를 제어부(180)로 전송한다. 이로써, 제어부(180)는 디스플레이부(151)의 어느 영역이 터치 되었는지 여부 등을 알 수 있게 된다.When there is a touch input to the touch sensor, a signal(s) corresponding thereto is transmitted to the touch controller. The touch controller processes the signal(s) and then transmits the corresponding data to the controller 180. As a result, the controller 180 can know whether an area of the display unit 151 is touched.

상기 근접 센서(미도시)는 상기 터치스크린에 의해 감싸지는 중공형 뱀 로봇의 내부 영역 또는 상기 터치 스크린의 근처에 배치될 수 있다. 상기 근접 센서는 소정의 검출면에 접근하는 물체, 혹은 근방에 존재하는 물체의 유무를 전자계의 힘 또는 적외선을 이용하여 기계적 접촉이 없이 검출하는 센서를 말한다. 근접 센서는 접촉식 센서보다는 그 수명이 길며 그 활용도 또한 높다. The proximity sensor (not shown) may be disposed in an inner area of the hollow snake robot wrapped by the touch screen or near the touch screen. The proximity sensor refers to a sensor that detects the presence or absence of an object approaching a predetermined detection surface or an object existing in the vicinity using the force of an electromagnetic field or infrared rays without mechanical contact. Proximity sensors have a longer lifespan and higher utilization than contact sensors.

상기 근접 센서의 예로는 투과형 광전 센서, 직접 반사형 광전 센서, 미러 반사형 광전 센서, 고주파 발진형 근접 센서, 정전용량형 근접 센서, 자기형 근접 센서, 적외선 근접 센서 등이 있다. 상기 터치스크린이 정전식인 경우에는 상기 포인터의 근접에 따른 전계의 변화로 상기 포인터의 근접을 검출하도록 구성된다. 이 경우 상기 터치 스크린(터치 센서)은 근접 센서로 분류될 수도 있다.Examples of the proximity sensor include a transmission type photoelectric sensor, a direct reflection type photoelectric sensor, a mirror reflection type photoelectric sensor, a high frequency oscillation type proximity sensor, a capacitive type proximity sensor, a magnetic type proximity sensor, an infrared proximity sensor, and the like. When the touch screen is capacitive, it is configured to detect the proximity of the pointer by a change in an electric field according to the proximity of the pointer. In this case, the touch screen (touch sensor) may be classified as a proximity sensor.

이하에서는 설명의 편의를 위해, 상기 터치스크린 상에 포인터가 접촉되지 않으면서 근접되어 상기 포인터가 상기 터치스크린 상에 위치함이 인식되도록 하는 행위를 "근접 터치(proximity touch)"라고 칭하고, 상기 터치스크린 상에 포인터가 실제로 접촉되는 행위를 "접촉 터치(contact touch)"라고 칭한다. 상기 터치스크린 상에서 포인터로 근접 터치가 되는 위치라 함은, 상기 포인터가 근접 터치될 때 상기 포인터가 상기 터치스크린에 대해 수직으로 대응되는 위치를 의미한다.Hereinafter, for convenience of explanation, an action of allowing the pointer to be recognized as being positioned on the touch screen by approaching the touch screen without contacting the pointer is referred to as "proximity touch", and the touch The act of actually touching the pointer on the screen is referred to as "contact touch". A position at which a proximity touch is performed by a pointer on the touch screen means a position at which the pointer corresponds vertically to the touch screen when the pointer is touched.

상기 근접센서는, 근접 터치와, 근접 터치 패턴(예를 들어, 근접 터치 거리, 근접 터치 방향, 근접 터치 속도, 근접 터치 시간, 근접 터치 위치, 근접 터치 이동 상태 등)을 감지한다. 상기 감지된 근접 터치 동작 및 근접 터치 패턴에 상응하는 정보는 터치 스크린상에 출력될 수 있다. The proximity sensor detects a proximity touch and a proximity touch pattern (eg, a proximity touch distance, a proximity touch direction, a proximity touch speed, a proximity touch time, a proximity touch position, a proximity touch movement state, etc.). Information corresponding to the sensed proximity touch operation and proximity touch pattern may be output on the touch screen.

또한, 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇(100)은 자이로 센서(141)를 포함할 수 있다.In addition, the hollow snake robot 100 according to the present invention may include a gyro sensor 141.

자이로 센서(141)는 지구의 회전과 관계없이 높은 정확도로 항상 처음에 설정한 일정 방향을 유지하는 성질을 이용하여 물체의 방위 변화를 측정하는 센서이고, 자이로스코프에는 기계적인 방식과 광을 이용하는 광학식이 있다.The gyro sensor 141 is a sensor that measures the change in orientation of an object by using the property of always maintaining a predetermined direction initially set with high accuracy regardless of the rotation of the earth, and the gyroscope uses a mechanical method and an optical method using light. have.

또한, 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇(100)은 가속도 센서(142)를 포함할 수 있다.In addition, the hollow snake robot 100 according to the present invention may include an acceleration sensor 142.

가속도센서(142)는 출력신호를 처리하여 물체의 가속도, 진동, 충격 등의 동적 힘을 측정하는 것이다. The acceleration sensor 142 processes the output signal to measure dynamic forces such as acceleration, vibration, and impact of an object.

가속도 센서(142)는 검출 방식으로 크게 분류하면 관성식, 자이로식, 실리콘반도체식이 있는데, 진도계나 경사계 등도 가속도센서의 한 종류로 볼 수 있다.Accelerometer 142 may be classified as a detection method into an inertial type, a gyro type, and a silicon semiconductor type, and can be regarded as a type of acceleration sensor such as a seismometer or an inclinometer.

또한, 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇(100)은 압력 센서(143)를 포함할 수 있다.In addition, the hollow snake robot 100 according to the present invention may include a pressure sensor 143.

압력 센서(143)는 액체 또는 기체의 압력을 검출하고, 계측이나 제어에 사용하기 쉬운 전기 신호로 변환하여 전송하는 장치 및 소자를 말한다.The pressure sensor 143 refers to a device and element that detects the pressure of a liquid or gas, converts it into an electric signal that is easy to use for measurement or control, and transmits it.

측정의 원리는 변위나 변형을 비롯하여 분자 밀도의 열전도율을 이용하는 등 매우 많은 종류가 쓰이고 있는데, 최근에는 실리콘을 재료로 한 변형 게이지형의 압력 센서가 개발되어 정밀한 압력 계측에 사용되고 있으며. 집적 회로를 동일한 기판 위에 만들어 넣어 신호 처리까지 하는 집적화 압력 센서도 개발되어 있다.There are many types of measurement principles, including displacement and deformation, as well as using the thermal conductivity of molecular density. Recently, a strain gauge-type pressure sensor made of silicon has been developed and is used for precise pressure measurement. Integrated pressure sensors have also been developed that make up an integrated circuit on the same substrate to process signals.

또한, 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇(100)은 촉각 센서(144)를 포함할 수도 있다.In addition, the hollow snake robot 100 according to the present invention may include a tactile sensor 144.

촉각 센서(144, Tactile Sensor)는 로봇에서 인공적으로 인간의 촉각을 실현하려는 압력 센서로서 크게 접촉 센서, 압력 센서, 미끄러짐 센서, 온도 센서 등으로 구분되는데, 인간의 고도화된 촉각 시스템을 구현하기 위해 필요한 기술이다.The tactile sensor (144, Tactile Sensor) is a pressure sensor that attempts to artificially realize human tactile sensation in a robot. It is largely divided into a contact sensor, a pressure sensor, a slip sensor, and a temperature sensor.It is necessary to implement an advanced human tactile system. It's technology.

촉각센서 어레이(tactile sensor array)는 접촉각 센서(144)나 압각센서를 평면 형상으로 수개~수십개 나열하여 2차원적 정보를 얻기 위한 센서로서, 형상 또는 운동의 검출에도 이용할 수 있다. The tactile sensor array is a sensor for obtaining two-dimensional information by arranging several to dozens of contact angle sensors 144 or pressure sensors in a planar shape, and can be used to detect shape or motion.

이들 센서의 다수는 도전성 고무 또는 압전성 고분자, 감압고분자의 양면의 전극 중 어느 한쪽을 분할하여 배열형 센서를 구성하고 있는데, 2차원적 압력분포는 상대하는 전극간의 저항변화 또는 전압출력으로부터 검출된다. Many of these sensors constitute array-type sensors by dividing either one of electrodes on both sides of conductive rubber, piezoelectric polymer, and pressure-sensitive polymer, and the two-dimensional pressure distribution is detected from the change in resistance or voltage output between the mating electrodes.

특히, 본 발명에 따른 촉각 센서(144)는 로봇 핸드(200)가 접촉하는 객체의 직항력(normal force), 전단력(shear force) 및 전도성(conductive) 중 적어도 하나를 감지할 수 있다.In particular, the tactile sensor 144 according to the present invention may detect at least one of a normal force, a shear force, and a conductive force of an object that the robot hand 200 contacts.

한편, 음향 출력 모듈(152)은 녹음 모드, 음성인식 모드, 방송수신 모드 등에서 무선 통신부(110)로부터 수신되거나 메모리(160)에 저장된 오디오 데이터를 출력할 수 있다. 음향 출력 모듈(152)은 중공형 뱀 로봇에서 수행되는 기능과 관련된 음향 신호를 출력하기도 한다. 이러한 음향 출력 모듈(152)에는 리시버(Receiver), 스피커(speaker), 버저(Buzzer) 등이 포함될 수 있다.Meanwhile, the sound output module 152 may output audio data received from the wireless communication unit 110 or stored in the memory 160 in a recording mode, a voice recognition mode, and a broadcast reception mode. The sound output module 152 also outputs sound signals related to functions performed in the hollow snake robot. The sound output module 152 may include a receiver, a speaker, a buzzer, and the like.

알람부(153)는 중공형 뱀 로봇의 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력한다. The alarm unit 153 outputs a signal for notifying the occurrence of an event of the hollow snake robot.

알람부(153)는 비디오 신호나 오디오 신호 이외에 다른 형태, 예를 들어 진동으로 이벤트 발생을 알리기 위한 신호를 출력할 수도 있다. The alarm unit 153 may output a signal for notifying the occurrence of an event in a form other than a video signal or an audio signal, for example, by vibration.

상기 비디오 신호나 오디오 신호는 디스플레이부(151)나 음성 출력 모듈(152)을 통해서도 출력될 수 있어서, 그들(151,152)은 알람부(153)의 일부로 분류될 수도 있다.The video signal or audio signal may also be output through the display unit 151 or the audio output module 152, so that they 151 and 152 may be classified as part of the alarm unit 153.

햅틱 모듈(haptic module)(154)은 사용자가 느낄 수 있는 다양한 촉각 효과를 발생시킨다. 햅틱 모듈(154)이 발생시키는 촉각 효과의 대표적인 예로는 진동이 있다. 햅택 모듈(154)이 발생하는 진동의 세기와 패턴 등은 제어 가능하다. The haptic module 154 generates various tactile effects that a user can feel. A typical example of the tactile effect generated by the haptic module 154 is vibration. The intensity and pattern of the vibration generated by the haptic module 154 can be controlled.

예를 들어, 서로 다른 진동을 합성하여 출력하거나 순차적으로 출력할 수도 있다. For example, different vibrations may be synthesized and output or may be sequentially output.

햅틱 모듈(154)은, 진동 외에도, 접촉 피부면에 대해 수직 운동하는 핀 배열, 분사구나 흡입구를 통한 공기의 분사력이나 흡입력, 피부 표면에 대한 스침, 전극(eletrode)의 접촉, 정전기력 등의 자극에 의한 효과와, 흡열이나 발열 가능한 소자를 이용한 냉온감 재현에 의한 효과 등 다양한 촉각 효과를 발생시킬 수 있다. In addition to vibration, the haptic module 154 is used for stimulation such as an arrangement of pins that move vertically with respect to the contact skin surface, a blowing force or suction force of air through a jet or inlet, a grazing on the skin surface, contact of an electrode, electrostatic force, etc. It can generate various tactile effects, such as the effect by the effect and the effect by reproducing the feeling of cooling and warming using an endothermic or heat generating element.

햅틱 모듈(154)은 직접적인 접촉을 통해 촉각 효과를 전달할 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 손가락이나 팔 등의 근 감각을 통해 촉각 효과를 느낄 수 있도록 구현할 수도 있다. 햅틱 모듈(154)은 중공형 뱀 로봇의 구성 태양에 따라 2개 이상이 구비될 수 있다.The haptic module 154 may not only deliver a tactile effect through direct contact, but may also be implemented so that a user can feel the tactile effect through muscle sensations such as a finger or an arm. Two or more haptic modules 154 may be provided depending on the configuration aspect of the hollow snake robot.

프로젝터 모듈(155)은, 중공형 뱀 로봇을 이용하여 이미지 프로젝트(project) 기능을 수행하기 위한 구성요소로서, 제어부(180)의 제어 신호에 따라 디스플레이부(151)상에 디스플레이되는 영상과 동일하거나 적어도 일부가 다른 영상을 외부 스크린 또는 벽에 디스플레이할 수 있다.The projector module 155 is a component for performing an image project function using a hollow snake robot, and is the same as an image displayed on the display unit 151 according to a control signal from the controller 180 or At least some of the other images may be displayed on an external screen or wall.

구체적으로, 프로젝터 모듈(155)은, 영상을 외부로 출력하기 위한 빛(일 예로서, 레이저 광)을 발생시키는 광원(미도시), 광원에 의해 발생한 빛을 이용하여 외부로 출력할 영상을 생성하기 위한 영상 생성 수단 (미도시), 및 영상을 일정 초점 거리에서 외부로 확대 출력하기 위한 렌즈(미도시)를 포함할 수 있다. 또한, 프로젝터 모듈(155)은, 렌즈 또는 모듈 전체를 기계적으로 움직여 영상 투사 방향을 조절할 수 있는 장치(미도시)를 포함할 수 있다.Specifically, the projector module 155 generates an image to be output to the outside by using a light source (not shown) that generates light (for example, laser light) for outputting an image to the outside, and light generated by the light source. It may include an image generating means (not shown) for performing and a lens (not shown) for expanding the image to the outside at a predetermined focal length. In addition, the projector module 155 may include a device (not shown) capable of adjusting an image projection direction by mechanically moving a lens or the entire module.

프로젝터 모듈(155)은 디스플레이 수단의 소자 종류에 따라 CRT(Cathode Ray Tube) 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 모듈 및 DLP(Digital Light Processing) 모듈 등으로 나뉠 수 있다. 특히, DLP 모듈은, 광원에서 발생한 빛이 DMD(Digital Micromirror Device) 칩에 반사됨으로써 생성된 영상을 확대 투사하는 방식으로 프로젝터 모듈(151)의 소형화에 유리할 수 있다.The projector module 155 may be divided into a cathode ray tube (CRT) module, a liquid crystal display (LCD) module, a digital light processing (DLP) module, and the like according to the device type of the display means. In particular, the DLP module may be advantageous for miniaturization of the projector module 151 by expanding and projecting an image generated by reflecting light generated from a light source onto a digital micromirror device (DMD) chip.

바람직하게, 프로젝터 모듈(155)은, 중공형 뱀 로봇의 측면, 정면 또는 배면에 길이 방향으로 구비될 수 있다. 물론, 프로젝터 모듈(155)은, 필요에 따라 중공형 뱀 로봇의 어느 위치에라도 구비될 수 있음은 당연하다.Preferably, the projector module 155 may be provided on the side, front or rear of the hollow snake robot in the longitudinal direction. Of course, it is natural that the projector module 155 may be provided at any position of the hollow snake robot as needed.

한편, 메모리부(160)는 제어부(180)의 처리 및 제어를 위한 프로그램이 저장될 수도 있고, 입/출력되는 데이터들(예를 들어, 메시지, 오디오, 정지영상, 동영상 등)의 임시 저장을 위한 기능을 수행할 수도 있다. 상기 메모리부(160)에는 상기 데이터들 각각에 대한 사용 빈도도 함께 저장될 수 있다. 또한, 상기 메모리부(160)에는 상기 터치스크린 상의 터치 입력시 출력되는 다양한 패턴의 진동 및 음향에 관한 데이터를 저장할 수 있다.Meanwhile, the memory unit 160 may store a program for processing and control of the controller 180, and temporarily store input/output data (eg, messages, audio, still images, moving pictures, etc.). It can also perform a function for. The frequency of use of each of the data may also be stored in the memory unit 160. In addition, the memory unit 160 may store data on vibrations and sounds of various patterns output when a touch input on the touch screen is performed.

메모리(160)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(Random Access Memory, RAM), SRAM(Static Random Access Memory), 롬(Read-Only Memory, ROM), EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM(Programmable Read-Only Memory), 자기 메모리, 자기 디스크, 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 중공형 뱀 로봇은 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(160)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작할 수도 있다.The memory 160 is a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (for example, SD or XD memory), and RAM. (Random Access Memory, RAM), SRAM (Static Random Access Memory), ROM (Read-Only Memory, ROM), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory), PROM (Programmable Read-Only Memory), magnetic memory, magnetic It may include at least one type of storage medium among a disk and an optical disk. The hollow snake robot may operate in connection with a web storage that performs a storage function of the memory 160 on the Internet.

인터페이스부(170)는 중공형 뱀 로봇에 연결되는 모든 외부기기와의 통로 역할을 한다. 인터페이스부(170)는 외부 기기로부터 데이터를 전송받거나, 전원을 공급받아 중공형 뱀 로봇 내부의 각 구성 요소에 전달하거나, 중공형 뱀 로봇 내부의 데이터가 외부 기기로 전송되도록 한다. 예를 들어, 유/무선 헤드셋 포트, 외부 충전기 포트, 유/무선 데이터 포트, 메모리 카드(memory card) 포트, 식별 모듈이 구비된 장치를 연결하는 포트, 오디오 I/O(Input/Output) 포트, 비디오 I/O(Input/Output) 포트, 이어폰 포트 등이 인터페이스부(170)에 포함될 수 있다. The interface unit 170 serves as a passage for all external devices connected to the hollow snake robot. The interface unit 170 receives data from an external device or receives power and transmits it to each component inside the hollow snake robot, or transmits data inside the hollow snake robot to an external device. For example, a wired/wireless headset port, an external charger port, a wired/wireless data port, a memory card port, a port to connect a device equipped with an identification module, an audio input/output (I/O) port, A video input/output (I/O) port, an earphone port, etc. may be included in the interface unit 170.

식별 모듈은 중공형 뱀 로봇의 사용 권한을 인증하기 위한 각종 정보를 저장한 칩으로서, 사용자 인증 모듈(User Identity Module, UIM), 가입자 인증 모듈(Subscriber Identity Module, SIM), 범용 사용자 인증 모듈(Universal Subscriber Identity Module, USIM) 등을 포함할 수 있다. 식별 모듈이 구비된 장치(이하 '식별 장치')는, 스마트 카드(smart card) 형식으로 제작될 수 있다. 따라서 식별 장치는 포트를 통하여 중공형 뱀 로봇과 연결될 수 있다. The identification module is a chip that stores various information for authenticating the use rights of the hollow snake robot, and includes a user authentication module (UIM), a subscriber identity module (SIM), and a universal user authentication module (Universal). Subscriber Identity Module, USIM), etc. may be included. A device equipped with an identification module (hereinafter,'identification device') may be manufactured in the form of a smart card. Therefore, the identification device can be connected to the hollow snake robot through the port.

상기 인터페이스부는 중공형 뱀 로봇이 외부 크래들(cradle)과 연결될 때 상기 크래들로부터의 전원이 상기 중공형 뱀 로봇에 공급되는 통로가 되거나, 사용자에 의해 상기 크래들에서 입력되는 각종 명령 신호가 상기 이동기기로 전달되는 통로가 될 수 있다. 상기 크래들로부터 입력되는 각종 명령 신호 또는 상기 전원은 상기 이동기기가 상기 크래들에 정확히 장착되었음을 인지하기 위한 신호로 동작될 수도 있다.When the hollow snake robot is connected to an external cradle, the interface unit serves as a passage through which power from the cradle is supplied to the hollow snake robot, or various command signals input from the cradle by a user are transmitted to the mobile device. It can be a passage through which it is transmitted. Various command signals or the power input from the cradle may be operated as signals for recognizing that the mobile device is correctly mounted on the cradle.

제어부(controller, 180)는 통상적으로 중공형 뱀 로봇의 전반적인 동작을 제어한다. The controller 180 generally controls the overall operation of the hollow snake robot.

전원 공급부(190)는 제어부(180)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.The power supply unit 190 receives external power and internal power under the control of the controller 180 to supply power necessary for the operation of each component.

여기에 설명되는 다양한 실시예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.Various embodiments described herein may be implemented in a recording medium that can be read by a computer or a similar device using, for example, software, hardware, or a combination thereof.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시예는 ASICs (application specific integrated circuits), DSPs (digital signal processors), DSPDs (digital signal processing devices), PLDs (programmable logic devices), FPGAs (field programmable gate arrays, 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시예들이 제어부(180) 자체로 구현될 수 있다.According to hardware implementation, the embodiments described herein include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs), It may be implemented using at least one of processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and electrical units for performing other functions, in some cases herein. The described embodiments may be implemented by the controller 180 itself.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 어플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(160)에 저장되고, 제어부(180)에 의해 실행될 수 있다.According to the software implementation, embodiments such as procedures and functions described in the present specification may be implemented as separate software modules. Each of the software modules may perform one or more functions and operations described herein. The software code can be implemented as a software application written in an appropriate programming language. The software code may be stored in the memory 160 and executed by the controller 180.

또한, 본 발명에 따른 시스템(100)은 로봇 핸드(200)를 포함할 수 있다.Further, the system 100 according to the present invention may include a robot hand 200.

로봇 핸드(200)는 크게 손바닥부(210) 및 손가락부(220)를 포함한다.The robot hand 200 largely includes a palm part 210 and a finger part 220.

손가락부(220)는 적어도 하나의 마디를 갖는 구조로 구성 가능하고, 거리 센서(미도시)를 통해, 객체에 대해 동일한 속도로 이동하는 것도 가능하다.The finger unit 220 may be configured in a structure having at least one node, and may move at the same speed with respect to the object through a distance sensor (not shown).

한편, 로봇 핸드(200)는 복수로 시스템(100)에 구비될 수 있고, 복수의 로봇 핸드(200)를 통해 단순한 파지 작업뿐만 아니라 특정 순서 및 결합 방향 등을 갖는 태스크(task)를 수행하는 것도 가능하다.On the other hand, the robot hand 200 may be provided in the system 100 in plural, and it is also possible to perform a task having a specific sequence and direction as well as a simple gripping operation through the plurality of robot hands 200. It is possible.

또한, 본 발명에 따른 시스템(100)은 영양 공급부(300)를 포함할 수 있다.In addition, the system 100 according to the present invention may include a nutrition supply unit 300.

영양 공급부(310)는 공급 튜브(310)를 통해 영양주스를 공급함으로써, 요구조자의 골든타임을 연장할 수 있다.The nutritional supply unit 310 may extend the golden time of the requestor by supplying the nutritional juice through the supply tube 310.

중공형 뱀 로봇의 구조The structure of the hollow snake robot

기존에는 덩굴형(vine-type) 형태의 로봇이 개발된 사례가 있으나 전진만 가능하고 후진이 불가능하고 1회 투입 후 재 사용성이 좋지 않아, 여러 곳에서 반복적인 투입을 요구하는 탐지, 구조 임무 활용에는 부적합하다는 문제점이 있었다.In the past, there have been cases where vine-type robots were developed, but only forward and backward is not possible, and reusability after one injection is not good, so use of detection and rescue missions that require repeated injection in several places. There was a problem that it was inappropriate.

따라서 생존자의 골든 타임을 연장하려면 매몰자를 찾는 각종 센서를 탑재하여 이동하는 기능 이외에, 상기 문제점을 해소할 수 있도록 응급약물 및 영양 주스 등을 공급할 수 있는 기능 등을 구비한 로봇에 대한 니즈가 높아지고 있다.Therefore, in order to extend the golden time of the survivor, in addition to the function of moving by mounting various sensors to find the investigator, there is a growing need for a robot equipped with a function capable of supplying emergency drugs and nutrient juice to solve the above problems. .

본 발명은 상기 종래의 문제점을 해소하고자 영양주스공급 튜브 구조를 통해 요구조자의 골든타임을 연장할 수 있는 중공형 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공하고자 한다.The present invention is to provide a user with a hollow snake robot capable of extending the golden time of a requestor through a nutrient juice supply tube structure and a control method thereof in order to solve the conventional problem.

구체적으로, 본 발명은 건축물의 붕괴 등 재난상황이 발생한 현장에서 인명 및 위험 확인을 위한 뱀 로봇에 대한 것으로, 뱀 로봇의 구동움직임에 있어 모듈 회전축을 기준으로 수평 및 수직방향의 정/역회전을 구현할 수 있는 구조로 실제 뱀의 동작과 유사하게 본체의 이동을 구현한 중공형 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공하고자 한다.Specifically, the present invention relates to a snake robot for checking life and danger at a site where a disaster such as a collapse of a building occurs, and in the driving movement of the snake robot, forward/reverse rotation in horizontal and vertical directions is performed based on the module rotation axis. With a structure that can be implemented, a hollow snake robot that implements movement of the body similar to the actual snake movement and a control method thereof are provided to the user.

도 2는 본 발명이 제안하는 중공형 뱀 로봇의 일례를 도시한 것이다.2 shows an example of a hollow snake robot proposed by the present invention.

도 2를 참조하면, 중공형 뱀 로봇(100)의 로봇 핸드(200)가 도시된다.2, a robot hand 200 of a hollow snake robot 100 is shown.

도 2를 참조하면, 로봇 핸드(200)는 크게 손바닥부(210) 및 손가락부(220)를 포함한다.Referring to FIG. 2, the robot hand 200 largely includes a palm part 210 and a finger part 220.

또한, 손가락부(220)는 일정 지점을 기준으로 회전하여 뒤로 완전히 제껴지거나 일정 각도로 꺽이는 것도 가능하다.In addition, the finger part 220 may be rotated based on a certain point and completely removed from the back or bent at a certain angle.

또한, 로봇 핸드(200)는 복수로 중공형 뱀 로봇(100)에 구비될 수 있고, 복수의 로봇 핸드(200)를 통해 단순한 파지 작업뿐만 아니라 특정 순서 및 결합 방향 등을 갖는 태스크(task)를 수행하는 것도 가능하다.In addition, the robot hand 200 may be provided in the hollow snake robot 100 in plural, and a task having a specific sequence and direction as well as a simple gripping operation through the plurality of robot hands 200 can be performed. It is also possible to perform.

또한, 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 시스템(100)은 영양 공급부(300)를 포함한다.Further, referring to FIG. 2, the system 100 according to the present invention includes a nutrition supply unit 300.

또한, 도 2를 참조하면, 중공형 뱀 로봇(100)의 몸통부(410)가 도시되고, 몸통부(410)의 내부를 관통하여, 전원선, 공급튜브(310), 통신선 등이 배치될 수 있다.In addition, referring to FIG. 2, the body portion 410 of the hollow snake robot 100 is shown, and through the inside of the body portion 410, a power line, a supply tube 310, a communication line, etc. are arranged. I can.

또한, 도 2를 참조하면, 중공형 뱀 로봇(100)의 꼬리부(420)가 도시되고, 꼬리부(420)와 몸통부(410)를 연결하는 연결 구조물(411)도 도시된다.In addition, referring to FIG. 2, a tail portion 420 of the hollow snake robot 100 is shown, and a connection structure 411 connecting the tail portion 420 and the body portion 410 is also shown.

한편, 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇(100)의 몸통부(410), 꼬리부(420) 등은 평지, 비평탄지, 협소공간에서 사용 가능하도록 방수 및 방진의 고무재질 등의 연질튜브에 감싸진 형태로 구현될 수 있다.On the other hand, the body portion 410, the tail portion 420 of the hollow snake robot 100 according to the present invention is wrapped in a soft tube such as waterproof and dustproof rubber material so that it can be used in flat, non-flat, and narrow spaces. It can be implemented in true form.

또한, 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇(100)은 조명, 카메라, 각종 탐지 센서 및 그리퍼, 영양주스 공급 튜브 등이 일체화 되어 구현될 수 있다.In addition, the hollow snake robot 100 according to the present invention may be implemented by being integrated with a lighting, a camera, various detection sensors and grippers, and a nutrient juice supply tube.

본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇(100)은 복수의 센서들을 헤드(HEAD) 영역, 몸통부(410) 및 꼬리부(420) 중 적어도 일부에 컴팩하게 탑재하고, 매몰자 탐지 및 구조에 활용할 수 있다.The hollow snake robot 100 according to the present invention compactly mounts a plurality of sensors on at least a portion of the head area, the body portion 410 and the tail portion 420, and can be used for detection and rescue of burial persons. have.

도 3은 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇의 꼬리부에 연결되는 구조물의 구체적인 구성을 도시한 것이다.Figure 3 shows a specific configuration of the structure connected to the tail of the hollow snake robot according to the present invention.

도 3을 참조하면, 연결 구조물(411)은 중공형 뱀 로봇(100)의 꼬리부(420)와 몸통부(410)를 연결하고, 내부에 전원선(191), 공급튜브(310), 통신선(111) 등이 배치될 수 있다.3, the connection structure 411 connects the tail portion 420 and the body portion 410 of the hollow snake robot 100, and a power line 191, a supply tube 310, and a communication line therein. (111) and the like may be placed.

이러한 중공형 뱀 로봇(100)은 도 3에 도시된 것과 같이, 뱀의 척추골과 유사한 유니버셜 조인트 방식의 서로 직교하는 구동축을 가진 2자유도 모듈을 이어붙인 형상을 갖는다.As shown in FIG. 3, the hollow snake robot 100 has a shape in which two degrees of freedom modules having drive shafts orthogonal to each other in a universal joint method similar to the vertebrae of a snake are joined together.

따라서 모듈화된 본체를 이용하여 손쉽게 로봇의 목적에 맞게 전체 몸통 길이를 줄이거나 늘이는 것이 가능하다.Therefore, it is possible to shorten or lengthen the entire body length according to the purpose of the robot by using the modular body.

또한, 사용자는 중공형 뱀 로봇(100)이 보내온 영상 및 센서 정보를 통해 이동 방향만을 간단히 조작하면 실제적인 로봇의 주행은 주변 환경에 맞춰 자동 제어할 수 있다.In addition, if the user simply manipulates only the moving direction through the image and sensor information sent from the hollow snake robot 100, the actual driving of the robot can be automatically controlled according to the surrounding environment.

또한, 중공형 뱀 로봇(100)에 탑재된 다수의 센서(140)들의 신호들로부터 정보지향적인 조종 화면을 구성하여 매몰자 탐지에 효율적인 방법을 제공할 수 있다.In addition, it is possible to provide an efficient method for detecting a buried person by configuring an information-oriented control screen from signals from a plurality of sensors 140 mounted on the hollow snake robot 100.

결국, 본 발명은 뱀 로봇의 구동움직임에 있어 모듈 회전축을 기준으로 수평 및 수직방향의 정/역회전을 구현할 수 있는 구조로 중공형 뱀 로봇(100)을 구현함으로써, 실제 뱀의 동작과 유사하게 본체의 이동을 구현할 수 있다.As a result, the present invention implements the hollow snake robot 100 with a structure capable of implementing the forward/reverse rotation in horizontal and vertical directions based on the module rotation axis in the driving movement of the snake robot, so that it is similar to the actual snake operation. The body can be moved.

또한, 본 발명은 인명 및 위험 확인을 위한 여러 종류의 다양한 센서(140)와 구조가 필요한 인명의 골든타임 연장을 위한 로봇 핸드(그리퍼, 예를 들어, 3지 10자유도, 4지 8자유도 등)을 이용할 수 있는데, 대표적으로 3개의 로봇 핸드와 1개의 카메라가 조합된 세트가 적용될 수 있다.In addition, the present invention is a robot hand (gripper, for example, 3G 10 degrees of freedom, 4G 8 degrees of freedom) for prolonging the golden time of people requiring rescue and various types of sensors 140 for checking life and danger. Etc.) can be used, but a typical set of three robot hands and one camera can be applied.

또한, 본 발명은 약물이나 영양주스를 공급가능한 튜브를 1대의 뱀 로봇 머리 모듈로 구성한 뱀 로봇(100)이 되는 것이다.In addition, the present invention is to be a snake robot 100 comprising a tube capable of supplying drugs or nutrient juice as a single snake robot head module.

중공형 뱀 로봇에 적용되는 영양 공급부Nutrient supply unit applied to hollow snake robot

도 4는 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇의 영양 공급부의 구성을 설명하는 블록 구성도이다.4 is a block diagram illustrating the configuration of a nutrient supply unit of the hollow snake robot according to the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇(100)의 영양 공급부(300)는 공급튜브(310), 카메라(320), 온도 센서(330), 가스 센서(340), 패턴 프로젝터(350) 등을 포함할 수 있다.4, the nutrient supply unit 300 of the hollow snake robot 100 according to the present invention includes a supply tube 310, a camera 320, a temperature sensor 330, a gas sensor 340, a pattern projector ( 350) and the like.

또한, 도시하지는 않았지만 영양 공급부(300)는 마이크로폰을 추가적으로 포함할 수도 있다.In addition, although not shown, the nutrition supply unit 300 may additionally include a microphone.

공급튜브(310)는 전술한 것과 같이, 중공형 뱀 로봇(100)의 몸통부(410) 내에 삽입되어 영양주스를 공급함으로써, 요구조자의 골든타임을 연장할 수 있다.As described above, the supply tube 310 is inserted into the body 410 of the hollow snake robot 100 to supply nutrient juice, thereby extending the golden time of the requestor.

즉, 공급튜브(310)는 요구조자의 골든타임 연장을 위해 음식물, 물 등의 공급이 필요한 점에 대응하여, 약물 및 영양 주스 공급을 위한 호스로서, 뱀 로봇 몸체 내에서 활용된다.That is, the supply tube 310 is used in the snake robot body as a hose for supplying drugs and nutrient juice in response to the need for supply of food, water, etc. to extend the golden time of the requestor.

또한, 카메라(320)는 사용 환경에 따라 2개 이상이 구비될 수도 있다.In addition, two or more cameras 320 may be provided depending on the use environment.

본 발명에 따른 카메라(320)는 열화상 카메라일 수 있다.The camera 320 according to the present invention may be a thermal imaging camera.

또한, 본 발명에 따른 카메라(320)의 일종으로 레이더가 구비될 수 있다.In addition, a radar may be provided as a kind of camera 320 according to the present invention.

또한, 본 발명에 따른 카메라(320)의 일종으로 라이더가 구비될 수도 있다.In addition, a rider may be provided as a kind of camera 320 according to the present invention.

또한, 온도 센서(temperature sensor, 330)는 온도의 변화에 응답하는 센서로 온도변화를 감지하여 온도관리를 자동화하는데 이용된다. In addition, the temperature sensor 330 is a sensor that responds to changes in temperature and is used to automate temperature management by detecting temperature changes.

온도센서(330)란 열을 감지하여 전기신호를 내는 센서로 일반적으로 접촉식과 비접촉식으로 나누어지는데, 접촉식은 실제 측정대상에 직접 접촉시켜서 온도값을 측정하는 방식이며, 비접촉식은 물체로부터 방사되는 열선을 측정하는 방법이다. The temperature sensor 330 is a sensor that senses heat and generates an electric signal, and is generally divided into a contact type and a non-contact type. The contact type measures a temperature value by directly contacting an object to be measured, and the non-contact type measures a heat ray radiated from an object. This is how to measure.

온도센서는 온도가 높아지면 저항값이 감소하는 부저항온도계수의 특성이 있는 전자회로용 소자로, 열용량이 작아서 미세한 온도변화에도 급격한 저항 변화가 생기므로 온도 제어용 센서로 많이 이용된다. The temperature sensor is a device for electronic circuits having a characteristic of a negative resistance temperature coefficient that decreases the resistance value when the temperature increases, and it is widely used as a sensor for temperature control because the heat capacity is small and a rapid resistance change occurs even with a small temperature change.

또한, 가스 센서(gas sensor, 340)는 가스를 검출하는 센서의 총칭으로, 각종 가스가 에너지원으로 이용되기 시작하면서 공업 분야는 물론, 가정용으로서도 요구가 높아진 센서의 하나이다.In addition, the gas sensor 340 is a generic term for a sensor that detects gas, and is one of the sensors that has increased in demand not only in the industrial field but also for home use as various gases have begun to be used as an energy source.

가스의 성분을 측정한 후 그 결과에 따라 장치를 제어하거나 경보를 발신하기 위해서는 기체 속에 포함되어 있는 특정 가스 성분량에 의해 신호를 발신하는 가스 센서(340)가 사용된다.After measuring a gas component, a gas sensor 340 that transmits a signal according to an amount of a specific gas component contained in the gas is used to control the device or transmit an alarm according to the result.

가스 센서의 검출 방법은 가스의 종류, 농도에 따라 다르기 때문에 종류가 매우 많은데, 가연성 가스 센서로서는 접촉 연소식 센서, 반도체 센서, 세라믹 가스 센서 등이 있다.The detection method of gas sensors varies depending on the type and concentration of gas, so there are many types of gas sensors. Examples of combustible gas sensors include catalytic combustion sensors, semiconductor sensors, and ceramic gas sensors.

또한, 산소 센서에는 ZrO₂, TiO₂, CoO, LaAlO₃ 물질을 사용한 것이 알려져 있다.In addition, it is known to use ZrO ₂ , TiO ₂ , CoO, and LaAlO ₃ materials for the oxygen sensor.

또한, 검출 방식으로 분류하면 전기 화학적 방법(용액 도전 방식, 정전위 전해 방식, 격막 전극법), 광학적 방법(적외선 흡수법, 가시부 흡수법, 광간섭법), 전기적 방법(수소 이온화법, 열전도법, 접촉 연소법, 반도체법) 등으로서 가스 크로마토그래피법 등이 있다.In addition, if classified by detection method, electrochemical method (solution conduction method, electrostatic potential electrolysis method, diaphragm electrode method), optical method (infrared absorption method, visible part absorption method, optical interference method), electrical method (hydrogen ionization method, thermal conduction method) , A catalytic combustion method, a semiconductor method), and the like, such as a gas chromatography method.

또한, 패턴 프로젝터(350)는 빛을 이용하여 슬라이드나 동영상 이미지 등을 스크린에 비추는 장치로서, 본 발명에서는 패턴을 적용하여 정보를 표시하는 것이 가능할 수 있다.In addition, the pattern projector 350 is a device that illuminates a slide or a moving image on a screen using light, and in the present invention, it may be possible to display information by applying a pattern.

도 5는 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇의 영양 공급부의 일례를 도시한 것이다.Figure 5 shows an example of a nutrient supply unit of the hollow snake robot according to the present invention.

도 5를 참조하면, 영양 공급부(300)의 실제 구현 일례가 도시된다.Referring to FIG. 5, an example of an actual implementation of the nutrition supply unit 300 is shown.

도 5를 참조하면, 영양 공급부(300)는 공급튜브(310)가 도시되고, 해당 영역을 통해 영양 주스가 공급 가능하고, 카메라(320)가 2개 구비되며, 온도 센서(330), 가스 센서(340) 및 패턴 프로젝터(350) 등이 포함되어 있다.5, the nutrition supply unit 300 is a supply tube 310 is shown, a nutrient juice can be supplied through a corresponding region, two cameras 320 are provided, a temperature sensor 330, a gas sensor 340 and a pattern projector 350, etc. are included.

또한, 영양 공급부(300)의 일부 영역에 로봇 핸드(200)가 연결되고, 로봇 핸드(200)의 복수의 손가락부(220)는 도 5에서는 완전히 뒤로 젖혀진 형태로 구현되어 있다.In addition, the robot hand 200 is connected to a partial region of the nutrition supply unit 300, and the plurality of finger portions 220 of the robot hand 200 are implemented in a form that is completely reclined in FIG. 5.

또한, 도 6은 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇의 영양주스공급 튜브 구조를 통해, 요구조자의 골든타임을 연장하는 일례를 도시한 것이다.In addition, Figure 6 shows an example of extending the golden time of the requestor through the nutrient juice supply tube structure of the hollow snake robot according to the present invention.

마찰 발생과 몸통 부풀림이 가능한 뱀 로봇Snake robot capable of generating friction and inflating the body

다양한 재난상황(지진, 폭설, 화재, 폭우, 산사태 등)으로 건물 붕괴시 협소 공간에 진입하여 매몰자의 위치 및 상태를 파악하고 골든타임을 연장하는 근본적 방안으로서 로봇 기술의 접목과 개발이 필수적으로 요구되고 있다.In the event of a building collapse due to various disaster situations (earthquake, heavy snow, fire, heavy rain, landslide, etc.), it is essential to incorporate and develop robot technology as a fundamental method to identify the location and condition of the investor by entering a narrow space and to extend the golden time. Has become.

따라서 본 발명은 풍선처럼 몸을 부풀릴 수 있는 파트가 몸통이나 꼬리부분에 있어 외부에서 공급받는 공압으로 잔해물 사이를 벌릴 수 있는 추가 기능으로 매몰자의 안전 확보 능력을 증대하고자 한다.Accordingly, the present invention intends to increase the ability to secure the safety of the investor with an additional function that allows the body to be inflated like a balloon to be opened between the debris with the pneumatic supplied from the outside.

도 7은 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇을 이용하여 붕괴 잔해물 사이를 벌리는 일례를 도시한 것이다.7 shows an example of spreading between collapsed debris using a hollow snake robot according to the present invention.

도 7의 (a)는 붕괴잔해물(10a, 10b)을 중공형 뱀 로봇(100)이 맞닿게 된 상황을 도시한 것이고, 도 7의 (b)는 풍선처럼 몸을 부풀릴 수 있는 파트가 몸통이나 꼬리부분에 있어 외부에서 공급받는 공압으로 붕괴잔해물(10a, 10b) 사이를 벌리는 일례를 도시한 것이다.Figure 7 (a) shows a situation in which the hollow snake robot 100 comes into contact with the collapsed debris (10a, 10b), and Figure 7 (b) is a part that can inflate the body like a balloon. It shows an example of spreading between the collapse debris (10a, 10b) by pneumatic supplied from the outside in the tail or.

도 8은 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇에 적용되는 수축 및 팽창 가능한 튜브형태의 외피구조의 일례를 도시한 것이다.8 shows an example of a contractible and expandable tube-like outer shell structure applied to the hollow snake robot according to the present invention.

도 8의 (a)를 참조하면, 수축 및 팽창이 가능한 튜브 형태의 외피(500)가 몸통부(410)를 둘러싼 구조를 도시한 것이다.Referring to (a) of FIG. 8, a tube-shaped outer skin 500 capable of contraction and expansion is shown in a structure surrounding the body portion 410.

또한, 도 8의 (b)를 참조하면, 몸통부(410)의 전체 영역 중 제 1 영역(510) 및 제 2 영역(520)에 배치된 외피(500)가 팽창하는 구체적인 일례를 도시한 것이다.Also, referring to (b) of FIG. 8, a specific example in which the outer skin 500 disposed in the first region 510 and the second region 520 expands among the entire regions of the body portion 410. .

따라서 잔해물에 깔려 있는 요구조자는 팔/다리를 움직일 수 없는 경우가 많으므로, 이러한 상황에서 본 발명은 뱀 로봇 외피(공압장치, 500)를 통해 장애물 제거 및 잔해물 사이를 벌려서 요구조자를 도울수 있다.Therefore, since the requestor lying on the debris is often unable to move the arm/leg, in this situation, the present invention can help the requestor by removing the obstacle and opening the debris through the snake robot shell (pneumatic device, 500).

또한, 방수/방진 기능의 달성과 뱀 로봇 주행에 필요한 적정 마찰력을 제공하기 위한 외피 구조와 그 외피에 추가로 풍선처럼 몸을 부풀릴 수 있는 파트가 몸통이나 꼬리부분에 있어 외부에서 공급받는 공압으로 잔해물 사이를 벌릴 수 있는 기능을 제공할 수 있다.In addition, the outer shell structure to achieve the waterproof/dustproof function and provide the proper friction force required for driving the snake robot, and in addition to the shell, a part that can inflate the body like a balloon is located on the body or tail. It can provide the ability to spread between debris.

또한, 좁고 위험한 산업현장 및 재난환경에서 작업이 가능하여 안전점검, 협소지역탐색 및 작업에 대한 시간 및 비용 절감하는 것이 가능하다.In addition, it is possible to work in a narrow and dangerous industrial site and a disaster environment, so it is possible to save time and cost for safety inspection, exploration of narrow areas, and work.

또한, 테러 사회안전용 로봇 및 위험물 탐지를 위한 군사용 로봇 등 다양한 분야에 활용 가능하다.In addition, it can be used in various fields such as a terrorist social safety robot and a military robot for detecting dangerous substances.

한편, 본 발명에서는 뱀의 척추골과 유사한 유니버셜 조인트 방식의 서로 직교하는 구동축을 가진 2자유도 모듈을 이어붙인 형상을 가진다.On the other hand, in the present invention, it has a shape in which two degrees of freedom modules having drive shafts orthogonal to each other of a universal joint method similar to the vertebrae of a snake are joined together.

이러한 모듈화된 본체를 이용하여 손쉽게 로봇의 목적에 맞게 전체 몸통 길이를 줄이거나 늘이는 것이 가능하고, 이를 통해 이동할 수 있다.By using such a modular body, it is possible to shorten or lengthen the entire body length according to the purpose of the robot, and move through it.

도 9는 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇의 주행방법의 일례를 도시한 것이다.9 shows an example of a driving method of the hollow snake robot according to the present invention.

이때, 뱀 로봇 주행에 필요한 적정 마찰력을 제공하기 위한 외피 구조(500)를 추가적으로 활용할 수 있다.At this time, it is possible to additionally utilize the outer shell structure 500 for providing an appropriate friction force required for driving the snake robot.

즉, 외피(500) 상에 마찰 발생부(530)를 적어도 일부 구비하여 뱀 로봇 주행에 필요한 적정 마찰력을 추가적으로 제공할 수 있다.That is, by providing at least a part of the friction generating unit 530 on the outer skin 500, it is possible to additionally provide an appropriate friction force required for driving the snake robot.

도 10은 본 발명에 따른 중공형 뱀 로봇의 외피 마찰 발생부를 주행방법에 이용하는 일례를 도시한 것이다.10 shows an example of using the skin friction generating unit of the hollow snake robot according to the present invention in a driving method.

도 10의 (a)는 뱀 로봇(100)이 펼쳐진 상태를 도시한 것이고, (b)는 주행을 위해 전체 몸통 길이를 줄이거나 늘이고, 회전시키는 일례를 도시한 것이다.Figure 10 (a) shows a state in which the snake robot 100 is unfolded, and (b) shows an example in which the entire body length is reduced or lengthened and rotated for driving.

도 10의 (b)를 참조하면, 중공형 뱀 로봇(100)의 마찰 발생부(530) 상에 마찰력이 발생하고, 이를 주행하기 위한 원동력으로 추가 이용하는 것이 가능하다.Referring to (b) of FIG. 10, a friction force is generated on the friction generating unit 530 of the hollow snake robot 100, and it is possible to additionally use it as a driving force for driving.

중공형 뱀 로봇에 따른 효과Effects of the hollow snake robot

본 발명은 중공형 뱀 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 영양주스공급 튜브 구조를 통해 요구조자의 골든타임을 연장할 수 있는 중공형 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention relates to a hollow snake robot and a control method thereof, and the present invention can provide a user with a hollow snake robot capable of extending the golden time of a requestor through a nutrient juice supply tube structure and a control method thereof.

본 발명은 그리퍼를 통한 장애물 제거가 가능한 중공형 뱀 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 가스밸브를 잠그거나, 매몰자 주변의 장애물들을 제거하는 등 조작이 가능한 그리퍼 기능을 탑재한 중공형 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention relates to a hollow snake robot capable of removing obstacles through a gripper and a control method thereof.The present invention is a hollow type equipped with a gripper function capable of operation such as locking a gas valve or removing obstacles around an investor. The snake robot and its control method can be provided to the user.

본 발명은 붕괴지형 매몰자 탐지를 위한 중공형 뱀 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 평탄 협소 공간 매몰자 탐지 및 인명구조 골든타임 확보, 연장을 위한 중공형 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention relates to a hollow snake robot and a control method thereof for detecting a buried person in a collapsed terrain, and the present invention relates to a hollow snake robot and a control method for securing and extending the lifesaving golden time and detecting a burial in a flat narrow space. Can be provided to the user.

본 발명은 튜브형태의 외피를 구비한 중공형 뱀 로봇 및 그 제어방법에 관한 것으로, 본 발명은 풍선처럼 몸을 부풀릴 수 있는 파트가 몸통이나 꼬리부분에 있어 외부에서 공급받는 공압으로 잔해물 사이를 벌릴 수 있는 추가 기능으로 매몰자의 안전 확보 능력을 증대시킬 수 있는 튜브형태의 외피를 구비한 중공형 뱀 로봇 및 그 제어방법을 사용자에게 제공할 수 있다.The present invention relates to a hollow snake robot having a tube-shaped shell and a control method thereof.The present invention relates to a part that can inflate the body like a balloon is located at the body or tail, so that the air is supplied from the outside between debris. It is possible to provide a user with a hollow snake robot having a tube-shaped shell that can increase the ability to secure the safety of an investor with an additional function that can be opened, and a control method thereof.

또한, 본 발명에 따르면, 잔해물에 깔려 있는 요구조자는 팔/다리를 움직일 수 없는 경우가 많으므로, 생존자에게 영양주스 공급을 통해 골든타임을 연장할 수 있다.In addition, according to the present invention, since the requestor who is covered in debris is often unable to move his or her arms/legs, the golden time can be extended by supplying nutrient juice to the survivors.

또한, 본 발명에 따르면, 사용자는 로봇이 보내온 영상 및 센서 정보를 통해 이동 방향만을 간단히 조작하면 실제적인 로봇의 주행은 주변 환경에 맞춰 자동 제어해 주는 주행 제어 보조 기능 제공이 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to provide a driving control assistance function that automatically controls the actual driving of the robot according to the surrounding environment by simply manipulating the movement direction through the image and sensor information sent from the robot.

또한, 본 발명에 따르면, 뱀의 척추골과 유사한 유니버셜 조인트 방식의 서로 직교하는 구동축을 가진 2자유도 모듈을 이어붙인 형상을 가지고, 모듈화된 본체를 이용하여 손쉽게 로봇의 목적에 맞게 전체 몸통 길이를 줄이거나 늘이는 것이 가능해진다.In addition, according to the present invention, it has a shape in which two degrees of freedom modules with drive shafts that are orthogonal to each other in a universal joint method similar to the vertebrae of a snake are joined together, and the entire body length can be easily reduced to suit the purpose of the robot using a modular body. It becomes possible to stretch me.

또한, 본 발명에 따르면, 모듈화 된 본체는 양산화에 수월한 측면이 있고, 목적에 맞는 센서 모듈들을 교체 운용하여 재난현장에서의 인명 탐지 및 골든타임 연장에 효과적으로 대응 가능하다.In addition, according to the present invention, the modularized main body has an aspect of being easy to mass-produce, and it is possible to effectively respond to the detection of humans at the disaster site and the extension of golden time by replacing and operating sensor modules suitable for the purpose.

또한, 본 발명에 따르면, 뱀머리에 탑재된 다수의 센서들의 신호들로부터 정보지향적인 조종 화면을 구성하여 매몰자 탐지에 효율적인 방법을 제공한다.In addition, according to the present invention, an information-oriented control screen is constructed from signals of a plurality of sensors mounted on a snake's head to provide an efficient method for detecting a buried person.

또한, 본 발명에 따르면, 좁고 위험한 산업현장 및 재난환경에서 작업이 가능하여 안전점검, 협소지역탐색 및 작업에 대한 시간 및 비용 절감이 가능하다.In addition, according to the present invention, it is possible to work in a narrow and dangerous industrial site and a disaster environment, so that it is possible to save time and cost for safety inspection, search for a narrow area, and work.

또한, 본 발명은 테러 사회안전용 로봇 및 위험물 탐지를 위한 군사용 로봇 등 다양한 분야에 활용 가능하다.In addition, the present invention can be used in various fields such as a terrorist social safety robot and a military robot for detecting dangerous substances.

또한, 상술한 본 발명의 실시예들은 다양한 수단을 통해 구현될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 실시예들은 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. In addition, the above-described embodiments of the present invention can be implemented through various means. For example, embodiments of the present invention may be implemented by hardware, firmware, software, or a combination thereof.

하드웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 하나 또는 그 이상의 ASICs(Application Specific Integrated Circuits), DSPs(Digital Signal Processors), DSPDs(Digital Signal Processing Devices), PLDs(Programmable Logic Devices), FPGAs(Field Programmable Gate Arrays), 프로세서, 컨트롤러, 마이크로 컨트롤러, 마이크로 프로세서 등에 의해 구현될 수 있다.In the case of hardware implementation, the method according to embodiments of the present invention includes one or more Application Specific Integrated Circuits (ASICs), Digital Signal Processors (DSPs), Digital Signal Processing Devices (DSPDs), and Programmable Logic Devices (PLDs). , Field Programmable Gate Arrays (FPGAs), processors, controllers, microcontrollers, microprocessors, and the like.

펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 본 발명의 실시예들에 따른 방법은 이상에서 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 모듈, 절차 또는 함수 등의 형태로 구현될 수 있다. 소프트웨어 코드는 메모리 유닛에 저장되어 프로세서에 의해 구동될 수 있다. 상기 메모리 유닛은 상기 프로세서 내부 또는 외부에 위치하여, 이미 공지된 다양한 수단에 의해 상기 프로세서와 데이터를 주고 받을 수 있다.In the case of implementation by firmware or software, the method according to the embodiments of the present invention may be implemented in the form of a module, procedure, or function that performs the functions or operations described above. The software code may be stored in a memory unit and driven by a processor. The memory unit may be located inside or outside the processor, and may exchange data with the processor through various known means.

상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.Detailed description of the preferred embodiments of the present invention disclosed as described above has been provided to enable those skilled in the art to implement and implement the present invention. Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes can be made to the present invention without departing from the scope of the present invention. For example, those skilled in the art may use the configurations described in the above-described embodiments in a manner that combines with each other. Thus, the invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein.

본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.The present invention may be embodied in other specific forms without departing from the spirit and essential features of the present invention. Therefore, the detailed description above should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention. The invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features disclosed herein. In addition, the embodiments may be configured by combining claims that do not have an explicit citation relationship in the claims, or may be included as new claims by amendment after filing.

Claims

A hollow body configured by connecting a plurality of modules having drive shafts orthogonal to each other in a universal joint method;
A supply part connected to one end of the body part; And
A robot hand connected to at least a portion of the supply unit and performing a task by gripping or releasing an object; Including,
The supply unit,
Includes; a supply tube inserted into the hollow of the other end of the body and for moving the first material related to the survival of the requestor to the outside through the one end,
By narrowing or increasing the connected separation distance of the plurality of modules, the overall length of the body portion is reduced or increased,
It can be moved using the change in the overall length of the body,
A hollow snake robot, characterized in that a retractable and expandable tube is disposed on at least a portion of the surface of the body.

The method of claim 1,
If the tube expands,
At least one debris disposed around the hollow snake robot is pushed out by the expanded tube, so that at least one of a space in which the hollow snake robot can travel and a free space of the requestor is secured. Hollow snake robot.

The method of claim 2,
The body surface is divided into a plurality of regions, and a plurality of tubes are arranged corresponding to each of the divided plurality of regions,
When the first tube of the plurality of tubes expands,
A hollow snake robot, characterized in that at least one debris around a first region corresponding to the first tube among the plurality of regions is pushed out.

The method of claim 1,
The tube further comprises a friction generating member for generating friction,
When the overall length of the body portion is changed, the hollow snake robot, characterized in that used for driving of the hollow snake robot by additionally using the friction force generated by the friction generating member.

The method of claim 1,
One end of the supply tube for discharging the first material to the outside is connectable to the mouth of the requestor,
The first material,
A hollow snake robot, characterized in that it contains at least one of air, water, drugs and nutrients related to the requestor.