KR100888861B1

KR100888861B1 - 추력형 벽면이동 로봇

Info

Publication number: KR100888861B1
Application number: KR1020070106545A
Authority: KR
Inventors: 최혁렬; 구익모; 이창민; 박선규
Original assignee: 성균관대학교산학협력단; 한양대학교 산학협력단
Priority date: 2007-10-23
Filing date: 2007-10-23
Publication date: 2009-03-17

Abstract

본 발명은 추력형 벽면이동 로봇에 관한 것으로, 보다 자세하게는 소정의 면에 흡착하여 이동하기 위한 이동로봇에 있어서, 상기 이동로봇을 상기 면을 따라 이동시키기 위한 구동부와; 통풍구와, 상기 면과 접촉하여 흡착공간을 형성하도록 상기 면을 향해 돌출되고 상기 통풍구를 향해 각 이격된 다수의 실링부를 가지는 흡착패드와; 상기 통풍구를 통해 상기 흡착공간 내의 공기를 배출시켜 상기 흡착패드에 상기 면을 향한 추력을 발생시키는 진공압형성부를 포함한다. 이에 따라, 본 발명은 다수의 실링부를 가지는 흡착패드에 의해 흡착공간을 형성함으로써, 흡착공간 내의 공기를 배출시킬 시 실링부에 의해 외부공기가 유입되는 것을 감소시켜, 굴곡, 홈 등이 형성된 면에서도 흡착하여 이동 가능하게 하는 추력형 벽면이동 로봇을 제공한다.

흡착, 추력, 벽면이동 로봇

Description

추력형 벽면이동 로봇{WALL CLIMBING ROBOT USING IMPELLER FORCE}

본 발명은 추력형 벽면이동 로봇에 관한 것으로, 보다 자세하게는 다수의 실링부를 가지는 흡착패드에 의해 흡착공간을 형성함으로써, 흡착공간 내의 공기를 배출시킬 시 실링부에 의해 외부공기가 유입되는 것을 감소시켜, 굴곡, 홈 등이 형성된 면에서도 흡착하여 이동 가능하게 하는 이동로봇에 관한 것이다.

최근 로봇을 이용한 산업기반 시설의 구조물들에 대한 자동화검사기술이 많은 관심을 불러일으키고 있다. 자동화검사기술을 통해 검사대상이 되는 구조물로는 대형빌딩, 교량, 저유조, 가스 저장탱크, 원자력 발전소, 대형 항공기, 선박 등(이하, '대형 구조물'이라고 한다)이 있다. 이러한 구조물들은 현대 생활에 있어 높은 중요성을 가지는 대상물들이며, 관리가 소홀할 경우 대형사고가 발생하는 원인이 되기 때문에 주기적인 검사를 통한 유지 및 관리의 필요성이 더욱 증대되고 있다.

그러나, 상술한 대형 구조물의 대부분은 그 자체가 고도의 높이를 가지거나, 고도한 높이의 건축물 또는 깊숙한 지하에 배치되는 경우가 다반사이다. 따라서, 작업자가 검사를 하려고 하는 대상의 위치까지 검사 장비를 이송하는 것 뿐만 아니라, 구조물에 작업자가 접근하는 것 자체가 난해할 경우가 많다.

또한, 대형 구조물을 대상으로 고소(高所)에서 작업자가 검사하는 작업은 위험하므로, 작업자의 안전을 위한 안전장비의 설치와 해체에 따른 부가적인 작업을 필요로 한다. 또한, 이를 위한 실제 작업자 외의 추가 인력이 소요됨으로써 검사에 소요되는 비용 외의 추가비용을 필요로 하게 된다.

이에, 보다 간편하고 저렴한 방법으로 대형 구조물인 선박, 비행기 등의 외면, 대형빌딩의 벽면(이하에서는, "면"이라고 통칭한다)에 부착되어 이동이 가능하며, 홈, 균열, 굴곡 등이 형성되어 평탄하지 못한 면에서도 적용가능 하고 안정적인 주행을 할 수 있는 자동화 검사 로봇의 필요성이 대두되었다.

상술한 연구의 결과로 최근에는 면에서의 안정적인 부착 능력과 적합한 이동능력을 갖춘 이동로봇이 개발되었으며, 현재 많은 연구가 진행 중에 있다.

현재, 개발된 이동로봇은 이동방법(locomotion method)과 부착방법(adhesion method)에 따라 분류된다.

이동로봇의 이동방법은 바퀴형과 보행형으로 구분된다. 또한, 이동로봇의 부착방법은 자석형 및 흡착 패드형 등으로 구분된다. 이 중, 보행형 이동방식과 흡착패드형 부착방식을 가지는 이동로봇(이하, "종래 이동로봇"이라고 한다)이 가장 널리 사용되고 있다.

종래의 흡착패드형 부착방식은 흡착 패드를 면에 부착시키고 흡착패드의 내부와 면이 형성하는 공간(이하, '흡착공간'이라고 한다)의 압력을 진공펌프로 감소시켜, 이동로봇이 면에 부착되게 하는 방식이다.

그러나, 면에 홈, 균열, 굴곡이 형성되어 있을 경우, 종래의 흡착패드형 부착방식은 흡착패드의 테두리 전체가 면에 부착되기 어렵게 된다. 이에, 흡착공간이 밀폐되지 않아 진공펌프로 공기를 배출하더라도 흡착공간의 압력이 감소 되지않아, 이동로봇이 면에 잘 부착되지 않는 문제점 있었다. 이에, 원활한 검사를 수행할 수 없을 뿐 아니라, 검사 도중 이동로봇이 추락하여 이동로봇이 손상되거나 인명피해가 발생할 수 있는 우려가 있었다.

이에, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 다수의 실링부를 가지는 흡착패드에 의해 흡착공간을 형성함으로써, 흡착공간 내의 공기를 배출시킬 시 실링부에 의해 외부공기가 유입되는 것을 감소시켜, 굴곡, 홈 등이 형성된 면에서도 흡착하여 이동 가능한 추력형 벽면이동 로봇을 제공하는 데 그 목적이 있다.

상기 목적은 본 발명에 따른 소정의 면에 흡착하여 이동하기 위한 이동로봇에 있어서, 상기 이동로봇을 상기 면을 따라 이동시키기 위한 구동부와; 통풍구와, 상기 면과 접촉하여 흡착공간을 형성하도록 상기 면을 향해 돌출되는 다수의 실링 부를 가지는 흡착패드와; 상기 통풍구를 통해 상기 흡착공간 내의 공기를 배출시켜 상기 흡착패드에 상기 면을 향한 추력을 발생시키는 진공압형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 추력형 벽면이동 로봇에 의해 달성된다.

여기서, 상기 통풍구는 상기 흡착패드의 중앙에 형성되고, 상기 실링부는 상기 흡착패드의 테두리에 형성되어 상기 면과 접촉하고, 상기 면을 향해 돌출된 방향과 교차하는 방향으로 절곡된 제1 실링부와; 상기 제1 실링부로부터 상기 통풍구를 향해 이격되고 상기 면을 향해 돌출되어, 돌출된 단부가 상기 추력에 의해 상기 면에 접촉되는 제2 실링부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 제2 실링부는 상기 면을 향해 돌출된 방향과 교차하는 방향으로 상기 제1 실링부보다 더 두꺼운 두께를 가질 수 있다.

또한, 상기 진공압형성부는 상기 통풍구를 통해 상기 흡착공간 내의 공기를 배출시키도록 회전하는 임펠러와; 상기 임펠러를 회전시키는 임펠러회전부와; 내부에 상기 임펠러가 수용되며, 상기 통풍구와 연통되는 흡입구 및 상기 임펠러의 회전에 의해 상기 흡입구를 통해 흡입된 상기 흡입공간의 공기가 외부로 배출되기 위한 배출구가 형성된 임펠러하우징을 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 흡착패드는 상기 흡착공간 내의 압력을 감지하는 압력센서를 포함하고, 상기 진공압형성부는 상기 압력센서의 감지 결과에 따라 상기 임펠러의 회전속도를 조절하도록 상기 임펠러회전부를 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 흡착패드가 중앙 하측에 배치되고, 상기 진공압형성부가 중앙 상 측에 배치되며, 상기 구동부가 테두리에 배치되는 본체를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 구동부는 상기 본체의 테두리 중 전방부에 설치되고, 상기 본체의 후방부에 설치되어 상기 면과 접촉하여 회전하는 볼과, 상기 볼이 상기 면과 접촉하도록 가압하는 탄성체를 가지는 수평유지부를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 구동부는 바퀴와; 상기 바퀴를 구동시키기 위한 동력을 생성하는 바퀴구동부와; 상기 바퀴구동부의 동력을 상기 바퀴로 전달하기 위한 조인트부와;상기 바퀴가 상기 면에 밀착되어 구동하도록 상기 바퀴를 가압하는 댐퍼를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 조인트부는 상기 바퀴구동부와 체결되는 제1 조인트, 상기 바퀴와 체결되는 제2 조인트 및 상기 제1 조인트와 상기 제2 조인트를 연결하는 샤프트를 포함하는 유니버설 조인트로 마련되며, 상기 구동부는 일측이 상기 제1 조인트에 체결되고 타측이 상기 제2 조인트에 체결되어, 상기 일측 및 상기 타측에 기초하여 상기 타측 및 상기 일측이 상호 회동 가능하게 하는 링크를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 댐퍼는 일측이 상기 본체에 회동 가능하게 체결되고, 타측이 상기 링크 중 상기 제2 조인트와 인접한 부분에 회동 가능하게 체결될 수 있다.

또한, 상기 바퀴는 상기 면과의 마찰력을 증가시키기 위한 고무패드를 더 포함할 수 있다.

여기서, 상기 고무패드에는 상기 회전하는 바퀴가 상기 면에서 미끄러지는 것을 방지하는 다수의 미끄럼방지홈이 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 추력형 벽면이동 로봇은 다수의 실링부를 가지는 흡착패드에 의해 흡착공간을 형성함으로써, 흡착공간 내의 공기를 배출시킬 시 실링부에 의해 외부공기가 유입되는 것을 감소시켜, 굴곡, 홈 등이 형성된 면에서도 흡착하여 이동 가능하게 한 탁월한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 추력형 벽면이동 로봇은 임펠러에 의해 흡착공간의 공기가 연속적으로 배출되어 흡착이 이루어짐과 동시에 흡착패드에 추력이 가해지므로, 이동로봇이 면에 흡착한 상태를 안정적으로 유지시킬 수 있는 탁월한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 추력형 벽면이동 로봇은 조인트부, 댐퍼 및 링크를 포함하는 구동부에 의해 굴곡, 홈, 균열 등이 형성된 면에서도 흡착이 해제되지 않으면서 원활한 이동이 가능한 탁월한 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 추력형 벽면이동 로봇은 수평유지부에 의해 이동로봇 자체가 기울어지는 것을 방지하고 이동 방향 변경이 용이하게 하며, 원활한 검사가 가능하게 하는 탁월한 효과가 있다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 추력형 벽면이동 로봇(이하, '이동로봇(1)'이라고 한다)을 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 이동로봇(1)은 흡착패드(100), 진공압형성부(200), 구동부(300), 수평유지부(400), 본체(500) 및 검사장비(600)를 포함한다.

본체(500)에는 흡착패드(100), 진공압형성부(200), 구동부(300), 수평유지부(400) 및 검사장비(600)가 설치된다. 본 발명에서의 본체(500)는 원형의 판 형상을 가지는 것을 일 예로 하였으나, 본체(500)의 형상에 본 발명이 한정되지는 않는다.

또한, 본체(500)의 중앙에는 후술할 진공압형성부(200)의 흡입구(233)와 흡착패드(100)의 통풍구(130)를 연통시키기 위한 구멍이 형성된다. 또한, 본체(500)의 앞부분에는 검사장비(600)가 설치되어 검사 대상을 검사한다. 검사장비(600)는 카메라로 마련될 수 있으나, 검사 대상에 따라 변경될 수 있다.

흡착패드(100)는 탄성을 가지는 고무 등의 재질로 마련될 수 있고, 본체(500)의 하부에 배치되며, 도 2에 도시된 바와 같이, 통풍구(130) 및 실링부(110)를 포함한다.

통풍구(130)는 흡착패드(100)가 면(E)과 접촉하여 형성하는 흡착공간(120)의 공기가 진공압형성부(200)에 의해 외부로 배출되는 경로를 제공한다. 통풍구(130)를 통해 공기가 배출될 시 흡착패드(100)에 추력이 가해지므로, 본체에도 추력이 균등하게 가해지기 위해 통풍구(130)는 흡착패드(100)의 중앙에 형성되는 것이 바람직하다.

실링부(110)는 흡착패드(100)가 면(E)과 접촉하여 흡착공간(120)을 형성하기 위해 마련되며, 제1 실링부(111) 및 제2 실링부(112)를 포함한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 제1 실링부(111)는 흡착패드(100)의 테두리에 형 성되어 면(E)과 접촉한다. 여기서, 제1 실링부(111)는 제1 실링부(111)가 면(E)을 향해 돌출된 방향과 교차하는 방향 중 흡착패드(100)의 외부로 절곡되어, 흡착 시 외부공기의 유입을 감소시키게 된다.

제2 실링부(112)는 흡착패드(100)의 내면 중 제1 실링부(111)로부터 통풍구(130)를 향해 이격되고, 면(E)을 향해 돌출된다. 여기서, 제2 실링부(112)의 돌출된 단부는 추력에 의해 면(E)에 접촉되고, 계속 가해지는 추력에 의해 제2 실링부(112)의 단부가 면(E)을 가압하여 외부공기가 유입되는 것을 감소시킨다.

가령, 도 10에 도시된 바와 같이 면(E)이 벽돌(F)이 적층되어 형성된 벽일 경우, 다수의 홈(G)이 형성될 수 있다. 이 경우, 면(E)의 홈(G)에 의해 형성된 외부공기가 유입되는 틈을 제2 실링부(112)가 막아 유입되는 외부공기의 양을 감소시킬 수 있다.

또한, 제2 실링부(112)의 두께(B)는 제1 실링부(111)의 두께(A)보다 더 두껍게 형성될 수 있다. 이에, 추력에 의해 제2 실링부(112)가 절곡되는 것을 방지하고, 제2 실링부(112)의 단부가 면(E)을 가압하는 정도를 증가시킬 수 있다.

따라서, 흡착패드(100)에 의한 흡착이 시작되면, 제1 실링부(111)에 의해서 외부공기가 거의 유입되지 않으나, 상술한 면(E)의 홈(G) 등에 의해 형성된 외부공기가 유입되는 틈을 통해 제1 실링부(111)를 거쳐 소량의 외부공기가 유입된다. 여기서, 제2 실링부(112)의 단부가 면(E)에 접촉되므로, 제1 실링부(111)을 거쳐 유입된 소량의 외부공기 중 대부분이 제1 실링부(111) 및 제2 실링부(112) 사이의 공간에 머물게 될 뿐, 흡착공간(120)으로 유입되지 못한다. 즉, 제1 실링부(111) 및 제2 실링부(112)에 의한 이중실링구조에 의해 흡착공간(120)으로 외부공기가 유입되는 것을 감소시켜, 외부공기의 유입에 의해 이동로봇(1)이 흡착을 유지하지 못하고 추락하는 것을 방지할 수 있다.

또한, 흡착패드(100)에는 압력센서(140)가 부착될 수 있다. 압력센서(140)는 흡착공간(120) 내의 압력을 감지하고, 감지 결과를 제어부(미도시)로 전송한다. 제어부는 감지 결과에 따라 후술할 임펠러회전부(210)를 제어하여 임펠러(220)의 회전을 조절한다. 또한, 압력센서(140)가 흡착패드(100)의 상향으로 돌출되고 유선으로 제어부와 통신할 경우, 본체(500)에는 압력센서가 삽입되는 센서삽입홀(510)이 형성될 수 있다.

진공압형성부(200)는 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 임펠러(220), 임펠러하우징(230), 임펠러회전부(210)를 더 포함한다.

임펠러(220)는 임펠러하우징(230) 내에 배치되며, 임펠러회전부(210)에 의해 회전한다. 여기서, 임펠러(220)는 회전축 방향으로 공기를 흡입하고, 흡입한 공기를 회전방향으로 배출하도록 고안된 원심펌프 등에 사용되는 임펠러(220)로 마련될 수 있다. 또한, 공기가 더욱 원활하게 배출되도록, 임펠러(220)의 날개는 나선 형상으로 마련될 수 있음은 물론이다.

임펠러하우징(230)은 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 제1 하우징(231) 및 제2 하우징(232)이 결합되어 형성되고, 내부에 임펠러(220)가 수용되며, 본체(500)의 상부에 배치된다. 제1 하우징(231)의 하부에는 본체(500)의 구멍을 통해 흡착패드(100)의 통풍구(130)와 연통되는 흡입구(233)가 형성되고, 제1 하우징(231) 및 제2 하우징(232)의 결합에 의해 배출구(234)가 형성된다.

이에, 임펠러(220)의 회전에 의해 흡착공간(120)의 공기는 통풍구(130) 및 흡입구(233)를 통해 흡입(C)되며, 임펠러(220)의 회전에 의해 회전방향으로 배출되는 공기는 배출구(234)를 통해 외부로 배출(D)된다.

이에, 임펠러(220)의 회전은 흡착공간(120)의 공기를 배출시켜 면(E)에 흡착이 이루어지게 할 뿐만 아니라, 배출구(234)를 통해 공기를 배출시킴으로써 흡착패드(100)에 추력을 가하게 된다. 즉, 임펠러(220)의 회전에 따른 흡착 및 추력에 의해 보다 안정적으로 이동로봇(1)이 면(E)에 부착한 상태를 유지할 수 있도록 하는 것이다.

임펠러회전부(210)는 임펠러(220)를 회전시키기 위해 마련되며, 모터(211), 스파이럴 베벨기어(212), 회전축(213)을 포함한다. 모터(211)에 의해 발생되는 동력은 스파이럴 베벨기어(212)에 의해 회전축(213)으로 전달되고, 회전축(213)의 회전을 통해 임펠러(220)가 회전한다.

구동부(300)는 본체(500)에 설치되며, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 바퀴(310), 바퀴구동부(320), 조인트부(330), 링크(350) 및 댐퍼(340)를 포함한다.

바퀴(310)는 이동로봇(1)을 이동시키기 위해 마련되며, 외면에 면(E)과의 마찰력을 증진시키기 위한 고무패드(311)가 부착될 수 있다. 또한, 고무패드(311)의 외면에는 바퀴(310)가 회전할 시 면(E)에서 미끄러지는 것을 방지하기 위한 다수의 미끄럼방지홈(312)이 형성될 수 있다.

바퀴구동부(320)는 모터(323)에 의해 발생되는 동력을 2개의 스파이럴 마이 트 기어(321,322)를 통해 바퀴(310)로 전달하여 바퀴(310)를 구동시킨다.

조인트부(330)는 스파이럴 마이트 기어(322)와 바퀴(310) 사이에 배치된다. 여기서, 조인트부(330)는 제1 조인트(331), 제2 조인트(332) 및 샤프트(333)를 포함하는 유니버설 조인트로 마련될 수 있다. 제1 조인트(331)는 스파이럴 마이트 기어(322)와 체결되어 동력을 전달받으며, 제1 조인트(331)로부터 전달되는 동력은 샤프트(333)를 통해 바퀴와 체결되는 제2 조인트(332)로 전달된다.

이에, 굴곡진 면(E) 등을 이동로봇(1)이 지나가더라도, 조인트부(330)는 흡착패드(100)가 면(E)에 흡착된 상태를 유지하기 위해 바퀴(310)만 면(E)과 교차하는 방향으로 왕복이동하도록 할 수 있다.

또한, 링크(350)는 제1 조인트(331) 및 제2 조인트(332)에 체결되어 바퀴가 면(E)과 교차하는 방향으로 왕복이동할 시 제1 조인트(331) 및 제2 조인트(332)를 지지한다. 링크(350)는 제1 링크(351) 및 제2 링크(352)로 마련될 수 있으며, 일측이 제1 조인트(331)에 체결되고, 타측이 제2 조인트(332)에 체결되어 일측 및 타측에 기초하여 타측 및 일측이 상호 회동 가능하게 한다.

댐퍼(340)는 굴곡진 면(E)에 의해 바퀴(310)가 왕복이동할 시 충격을 완화시키고, 바퀴(310)가 면(E)에 밀착하여 구동하도록 바퀴를 가압하기 위해 마련된다.

댐퍼(340)의 일측은 본체(500)에 배치되는 지지프레임(341)에 회동가능하게 체결되고, 타측은 제2 링크(352) 중 제2 조인트(332)에 인접한 부분에 회동 가능하게 체결된다.

본 발명에 따른 이동로봇(1)은 도 1 및 도 10에 도시된 바와 같이, 본 체(500)의 전방부에 구동부(300)가 설치되고, 흡착패드(100) 및 진공압형성부(200)가 본체(500)의 중앙에 형성되면, 본체(500)의 후방부에서 본체(500)가 후방으로 기울어지는 것을 방지하기 위한 수평유지부(400)를 더 포함할 수 있다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 수평유지부(400)는 볼(410), 탄성체(420) 후방프레임(440) 및 수용부(430)를 포함한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 후방프레임(440)은 일측이 본체(500)의 후방부에 체결되며, 수용부(430)가 하부에 배치된다.

수용부(430)는 내부에 탄성체(420)가 수용되는 제1 수용부(431)와, 제1 수용부(431)를 덮으며 볼(410)이 면(E)을 향해 돌출되는 제2 수용부(432)를 포함한다. 볼(410)은 면(E)과 접촉하여 회전하며, 탄성체(420)는 제2 수용부(432)를 면을 향해 가압하여 볼(410)이 면과 접촉하도록 제2 수용부(432)를 가압한다.

이에, 이동로봇(1)이 흡착 및 추력에 의해 면(E)에 부착되고 이동하더라도, 수평유지부(400)에 의해 본체의 후방부가 기울어기는 것을 방지할 수 있다.

비록, 본 발명의 실시예가 도시되고 설명되었지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 당업자라면 본 발명의 원칙이나 정신에서 벗어나지 않으면서 본 실시예를 변형할 수 있음을 알 수 있을 것이다. 발명의 범위는 첨부된 청구항과 그 균등물에 의해 정해질 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 추력형 벽면이동 로봇의 사시도이고,

도 2는 본 발명에 따른 추력형 벽면이동 로봇의 흡착패드의 사시도이고,

도 3은 본 발명에 따른 본 발명에 따른 추력형 벽면이동 로봇의 임펠러회전부 및 임펠러하우징의 사시도이고,

도 4는 본 발명에 따른 추력형 벽면이동 로봇의 진공압형성부 및 본체의 분해사시도이고,

도 5는 본 발명에 따른 추력형 벽면이동 로봇의 임펠러하우징, 본체 및 흡착패드의 단면도이고,

도 6은 본 발명에 따른 추력형 벽면이동 로봇의 구동부의 사시도이고,

도 7은 도 6에 도시된 구동부의 분해 사시도이고,

도 8은 본 발명에 따른 추력형 벽면이동 로봇의 수평유지부의 사시도이고,

도 9는 도 8에 도시된 수평유지부의 분해사시도이고,

도 10은 본 발명에 따른 추력형 벽면이동 로봇이 면에 부착된 상태를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부호에 대한 설명>

1 : 추력형 벽면이동 로봇 100 : 흡착패드

110 : 실링부 111: 제1 실링부

112 : 제2 실링부 120 : 흡착공간

130 : 통풍구 140 : 압력센서

200 : 진공압형성부 210 : 임펠러회전부

220 : 임펠러 230 : 임펠러하우징

300 : 구동부 310 : 바퀴

320 : 바퀴구동부 330 : 조인트부

340 : 댐퍼 350 : 링크

400 : 수평유지부 410 : 볼

420 : 탄성체 430 : 수용부

440 : 후방프레임 500 : 본체

600 : 검사장비

Claims

소정의 면에 흡착하여 이동하기 위한 이동로봇에 있어서,

본체(500)의 테두리 전방부에 설치되며, 상기 이동로봇을 상기 면을 따라 이동시키기 위한 구동부(300)와;

통풍구(130)와, 상기 면과 접촉하여 흡착공간(120)을 형성하도록 상기 면을 향해 돌출되는 다수의 실링부(110)를 가지고 본체(500)의 중앙 하측에 배치되는 흡착패드(100)와;

본체(500)의 중앙 상측에 배치되고, 상기 통풍구(130)를 통해 상기 흡착공간(120) 내의 공기를 배출시켜 상기 흡착패드(100)에 상기 면을 향한 추력을 발생시키는 진공압형성부(200); 및

본체(500)의 후방부에 설치되어 상기 면과 접촉하여 회전하는 볼(410)과, 상기 볼(410)이 상기 면과 접촉하도록 가압하는 탄성체(420)를 가지는 수평유지부(400);

를 포함하는 것을 특징으로 하는 추력형 벽면이동 로봇.
제1항에 있어서,

상기 통풍구(130)는 상기 흡착패드(100)의 중앙에 형성되고,

상기 실링부(110)는

상기 흡착패드(100)의 테두리에 형성되어 상기 면과 접촉하고, 상기 면을 향해 돌출된 방향과 교차하는 방향으로 절곡된 제1 실링부(111)와;

상기 제1 실링부(111)로부터 상기 통풍구(130)를 향해 이격되고 상기 면을 향해 돌출되어, 돌출된 단부가 상기 추력에 의해 상기 면에 접촉되는 제2 실링부(112)를 포함하는 것을 특징으로 하는 추력형 벽면이동 로봇.
제2항에 있어서,

상기 제2 실링부(112)는

상기 면을 향해 돌출된 방향과 교차하는 방향으로 상기 제1 실링부(111)보다 더 두꺼운 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 추력형 벽면이동 로봇.
제1항에 있어서,

상기 진공압형성부(200)는

상기 통풍구(130)를 통해 상기 흡착공간(120) 내의 공기를 배출시키도록 회전하는 임펠러(220)와;

상기 임펠러(220)를 회전시키는 임펠러회전부(210)와;

내부에 상기 임펠러(220)가 수용되며, 상기 통풍구(130)와 연통되는 흡입구(233) 및 상기 임펠러(220)의 회전에 의해 상기 흡입구(233)를 통해 흡입된 상기 흡입공간의 공기가 외부로 배출되기 위한 배출구(234)가 형성된 임펠러하우징(230)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 추력형 벽면이동 로봇.
제4항에 있어서,

상기 흡착패드(100)는

상기 흡착공간(120) 내의 압력을 감지하는 압력센서(140)를 포함하고,

상기 진공압형성부(200)는

상기 압력센서(140)의 감지 결과에 따라 상기 임펠러(220)의 회전속도를 조절하도록 상기 임펠러회전부(210)를 제어하는 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 추력형 벽면이동 로봇.
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제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 구동부(300)는

바퀴(310)와;

상기 바퀴(310)를 구동시키기 위한 동력을 생성하는 바퀴구동부(320)와;

상기 바퀴구동부(320)의 동력을 상기 바퀴(310)로 전달하기 위한 조인트부(330)와;

상기 바퀴(310)가 상기 면에 밀착되어 구동하도록 상기 바퀴(310)를 가압하는 댐퍼(340)를 포함하는 것을 특징으로 하는 추력형 벽면이동 로봇.
제8항에 있어서,

상기 조인트부(330)는

상기 바퀴구동부(320)와 체결되는 제1 조인트(331), 상기 바퀴와 체결되는 제2 조인트(332) 및 상기 제1 조인트(331)와 상기 제2 조인트(332)를 연결하는 샤프트(333)를 포함하는 유니버설 조인트로 마련되며,

상기 구동부(300)는

일측이 상기 제1 조인트(331)에 체결되고 타측이 상기 제2 조인트(332)에 체결되어, 상기 일측 및 상기 타측에 기초하여 상기 타측 및 상기 일측이 상호 회동 가능하게 하는 링크(350)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 추력형 벽면이동 로봇.
제9항에 있어서,

상기 댐퍼(340)는

일측이 상기 본체(500)에 회동 가능하게 체결되고, 타측이 상기 링크(350) 중 상기 제2 조인트(332)와 인접한 부분에 회동 가능하게 체결되는 것을 특징으로 하는 추력형 벽면이동 로봇
제8항에 있어서,

상기 바퀴(310)는

상기 면과의 마찰력을 증가시키기 위한 고무패드(311)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 추력형 벽면이동 로봇.
제11항에 있어서,

상기 고무패드(311)에는

상기 회전하는 바퀴(310)가 상기 면에서 미끄러지는 것을 방지하는 다수의 미끄럼방지홈(312)이 형성된 것을 특징으로 하는 추력형 벽면이동 로봇.