KR101269772B1 - 선박 하저 청소 로봇 및 그 로봇의 원격 제어장치 - Google Patents

Abstract

자력을 이용하여 선체 벽면에 붙어서 주행하기 위한 이동 대차와 이동 대차의 움직임에 따라 선체 벽면을 청소하기 위한 로봇 핸드를 포함하는 선박 하저 청소 로봇과 그 로봇의 제어 장치를 개시한다. 로봇 핸드는 선체 벽면의 점착물을 제거하기 위한 회전 브러쉬와 상기 회전 브러쉬를 지지하는 다관절 링크를 구비하는 브러쉬 지지부를 포함한다.
선상에 위치한 윈치는 원격 제어기의 제어에 따라 청소 로봇과 연결된 연결 케이블을 감거나 풀어서 연결 케이블의 길이를 조정한다. 원격 제어기는 작업자의 입력명령에 따라 청소로봇을 제어하며, 선체 벽면의 청소 상태를 촬영한 영상을 모니터로 출력하거나 녹화할 수 있다.

Description

선박 하저 청소 로봇 및 그 로봇의 원격 제어장치{ROBOT FOR CLEANING OF SHIP HULL AND ROBOT REMOTE CONTROL APPARATUS}

자력 바퀴를 구동하여 선체 벽면을 자유롭게 주행하는 이동 대차에 설치된 청소 로봇이 선체 벽면에 부착된 점착물을 청소하는 선박 하저 청소 로봇 및 그 로봇의 원격 제어 장치에 관한 것이다.

선박은 해양에서 운행하는 환경적인 요인으로 선박 표면에 해양 생물이 부착될 수 있고, 수중에 잠기는 선박 하저는 해양 생물의 점착과 성장에 좋은 환경 조건을 제공함에 따라 점착물을 제 때에 제거해 주지 않으면 선박의 항해 속도를 저하시킬 뿐 아니라 불필요한 연료 소모량이 증가하게 된다.

종래에는 육상 도크(dock)에 선박을 옮겨 놓고 작업자가 직접 고압 호스로 물을 분사시켜 선체 벽면의 점착물을 떼어 내는 청소 작업이 일반적으로 이용되어 왔다. 이것은 청소 대상의 선박을 도크로 이동시키기 위한 준비 절차를 필요로 하여 청소 시간이 오래 걸리고 많은 작업 인원을 동원해야 한다.

선박을 이동시키지 않고 다이버가 물 속에 들어가 청소 장비로 선박 하저를 청소할 수 있으나 수중 작업 환경에 숙련된 다이버라 하더라도 넓은 범위의 선체를 청소하려면 오래 걸리며, 선체에서 떨어지는 부착물이 넓은 범위의 선박 하저를 청소하는데 시간이 오래 걸리고 시계 확보가 어려워 청소 작업의 난이도가 증가된다.

작업자가 선박 선체를 청소하는 열악한 환경에서는 효율적인 점착물 제거가 이루어지기 어렵고 많은 작업 인원이 필요하게 되는 문제를 고려하여 다른 관련된 종래기술로서 선박 표면에 해양 생물이 부착하여 기생하는 것을 방지하도록 독성이 강한 물질이 혼합된 페인트를 도포하는 방법을 사용하나, 이는 해수를 오염시키고 다른 해양 생물에 해로운 영향을 미쳐 수중 생태계를 파괴하는 다른 문제를 초래함에 따라 국제기구에서 금지하고 있다. 또한 일정 시간이 흘러서 독성이 줄어들면 청소 후에 다시 페인트를 도포하여야 한다.

이와 같은 제반 문제를 고려하여 청소 로봇이 수중에 잠긴 선체 벽면을 이동하면서 침작물을 제거하는 기술이 개시된 바 있다.

한국 등록특허 10-0811540호 선저 청소 및 검사용 수중로봇은 추진력을 발생하는 장치로 선체 벽면을 따라 이동하고 수중로봇에 고정된 브러쉬를 이용하여 청소하는 방법이 알려져 있으나 이것은 추진 장치의 설치로 인하여 청소 장비의 대형화를 초래하여 곡률이 큰 선체 하저를 효율적으로 청소하기 어렵고 추진 장치로 선체 벽면을 안정적으로 이동시키기 위해 많은 센서를 필요로 하여 비용 부담이 따른다.

한국 등록실용신안 20-0438708호 작업용 이동 캐리어는 바디 하판에 영구자석을 장착하고 바디 좌우 측면에 배치되는 다수의 휠을 이용하여 선체 벽면을 이동하는 방법이 개시되어 있다. 이러한 작업용 이동 캐리어는 바디 전면판 혹은 후면판에 브러싱수단을 설치하여 작업 표면을 청소하는 것으로 브러싱수단이 롤 형태로 제작되어 회전하는 브러쉬로 표면에 붙은 이물질을 걷어낼 수 있을 뿐 선체 벽면의 점착물을 제거하기에 적합하지 않다.

위에서 설명한 기존 기술은 청소 도구로서 브러쉬를 구비하고 있으나, 전자의 선행기술은 브러쉬의 밀착력이 커지지 않도록 유압 실린더로 브러쉬의 높이를 조절할 수 있을 뿐 브러쉬 위치를 변경할 수 없어 청소 범위를 넓히지는 못한다. 또한 후자의 선행기술도 브러쉬의 위치를 바꾸어 청소 범위를 변경하는 방법은 개시되어 있지 않다.

선체 벽면을 청소하기 위한 청소 로봇은 작업자의 직접적인 도움 없이 넓은 범위를 청소할 목적으로 제작되는 점을 고려할 때 청소 작업 시 브러쉬의 위치를 변경함과 아울러 수중에서 선체 벽면에 안정적으로 부착한 상태로 청소 작업을 수행할 수 있도록 하는 기술이 요구되고 있다.

또한 원격 제어로 청소 로봇의 동작을 제어할 때 청소 로봇과 원격 제어기 사이를 연결하는 연결 케이블의 길이를 적정하게 조정해 주어야 하는데, 이는 청소 로봇에 연결 케이블이 감겨 청소 작업을 방해할 수 있고 필요 이상으로 길게 연결 케이블이 늘어지면 청소 로봇의 주행에 부담을 주는 등 연결 케이블의 길이 조정이 필수적으로 요구되기 때문이다.

본 발명의 일 측면은 자력을 이용하여 선체 벽면에 안정적으로 붙어 주행하면서 로봇 핸드에 장착된 회전 브러쉬 위치를 변경하여 수중에 잠긴 선체를 신속하게 청소할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 다른 측면은 선상에 위치한 원격 제어기에서 청소 로봇의 동작을 원격 제어하고 그 원격 제어기와 청소 로봇 사이를 연결하는 연결 케이블의 길이를 조정하여 청소 로봇과 연결 케이블의 간섭으로 인한 장애 발생을 미연에 방지하는 것이다.

이를 위해 실시예에 따른 선박 하저 청소 로봇은, 선체 벽면에 붙어 주행할 수 있도록 자석을 가진 자석 바퀴를 프레임 양측에 설치하고 모터 동력으로 자석 바퀴를 구동하는 이동 대차와; 상기 이동 대차가 상기 선체 벽면을 주행 시 제어 명령에 따라 구동하는 청소 도구를 이용하여 상기 선체 벽면을 청소하기 위한 로봇 핸드;를 포함하되, 상기 이동 대차는 상기 프레임에 일측이 고정되고 상기 선체 벽면에 타측이 일정한 이격거리를 두고 설치되는 사각자석을 수용하는 사각자석 블록을 포함하고, 상기 선체 벽면에 상기 이동 대차의 부착력은 상기 사각자석블록의 사각 자석과 상기 선체 벽면 사이에 작용하는 자력과 상기 자석바퀴의 자석과 상기 선체 벽면 사이에 작용하는 자력의 합에 의해 결정되며, 상기 로봇 핸드는 상기 선체 벽면의 점착물을 제거하기 위한 회전 브러쉬와 상기 회전 브러쉬를 지지하는 다관절 링크를 구비하는 브러쉬 지지부를 포함하고, 상기 회전 브러쉬의 청소 범위를 변경하기 위해 상기 다관절 링크를 구동시키는 링크 모터를 제어하는 로봇 제어부를 포함한다.

상기 회전 브러쉬는 복수개의 브러쉬 살이 고정된 브러쉬 홀더와 상기 브러쉬 홀더를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 브러쉬 모터를 포함하고, 상기 로봇 제어부는 상기 다관절 링크의 가해지는 반력을 측정하기 위한 포스 피드백 센서의 측정값에 따라 상기 브러쉬 모터를 제어한다.

상기 로봇 제어부는 상기 포스 피드백 센서의 측정값이 일정 값보다 크면 어느 한 쪽 방향으로 회전중인 상기 브러쉬 홀더를 정지시키거나 다른 쪽 방향으로 회전시킨다.

상기 브러쉬 지지부는 고정 링크와 상기 고정 링크에 결합된 복수의 가동 링크를 포함하고, 상기 복수의 가동링크 중 적어도 어느 하나에 결합된 상기 회전 브러쉬의 위치를 변경하기 위해 상기 링크 모터가 상기 복수의 가동링크를 구동시킨다.

상기 청소 로봇은 상기 선박의 선상 또는 선박 외부에 설치된 원격 제어기의 제어 명령에 따라 주행 경로를 변경하여 상기 선체 벽면을 청소한다.

이를 위해 실시예에 따른 선박 하저 청소 로봇의 제어장치는, 자력을 이용하여 선체 벽면을 주행하기 위한 이동 대차와 상기 이동 대차에 설치되어 상기 선체 벽면을 청소하기 위한 로봇 핸드, 및 상기 선체 벽면의 청소 상태를 촬영하는 수중 카메라를 구비한 청소 로봇과; 상기 청소 로봇에 전력을 공급하는 전력 공급선과 제어 명령을 전송하기 위한 제어신호 전송선, 및 상기 수중 카메라로 촬영한 영상을 전송하는 영상신호 전송선을 포함하는 연결 케이블과; 상기 연결 케이블을 감는 회전 드럼과 윈치 제어명령에 따라 상기 회전 드럼을 구동하는 드럼 모터를 구비한 윈치와; 상기 선체 벽면의 청소 상태를 영상 출력하고, 사용자의 조작 명령에 따라 상기 이동 대차 및 상기 로봇 핸드의 동작을 제어하며, 상기 이동 대차의 움직임에 따라 상기 윈치에 감겨진 연결 케이블의 길이를 조절하기 위한 윈치 제어명령을 출력하는 원격 제어기;를 포함한다.

상기 로봇 핸드는 회전 브러쉬와 상기 회전 브러쉬를 지지하는 다관절 링크를 구비한 브러쉬 지지부를 포함하고, 상기 청소 로봇은 상기 원격 제어기의 제어에 따라 상기 브러쉬 지지부의 링크 모터를 제어하는 로봇 제어부를 포함하고, 상기 링크 모터는 상기 다관절 링크를 구성하는 가동 링크의 위치를 변경한다.

상기 원격 제어기는 청소 상태를 촬영한 영상 신호를 녹화하는 녹화부를 포함한다.

상기 로봇 제어부는 상기 가동 링크의 반력을 감쇄하는 방향으로 상기 가동 링크의 위치를 변경한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 실시예에 따른 선박 하저 청소 로봇 및 그 로봇의 원격 제어장치는 이동 대차에 장착된 로봇 핸드가 선체 벽면을 안정적으로 주행하면서 점착물을 신속하게 제거할 수 있다.

또한 실시예에 따른 선박 하저 청소 로봇 및 그 로봇의 원격 제어장치는 청소 로봇의 동작을 선상에 위치한 원격 제어기를 이용하여 원격 제어할 때 연결 케이블의 길이를 조정할 수 있어 청소 로봇이 정상적으로 동작할 수 있다.

도1은 본 발명의 실시예에 따른 선박 하저 청소 로봇의 사시도이다.
도 2는 도 1의 저면도이다.
도 3은 도 1의 측면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 선박 하저 청소 로봇의 원격제어장치의 개략적인 구성도이다.
도 5는 도 4의 윈치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 선박 하저 청소용 청소 로봇의 제어장치의 블록도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 선체 벽면을 청소하는 로봇 핸드의 동작을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 선박 하저 청소 로봇(10)(이하 청소 로봇이라 한다)는, 청소 도구인 회전 브러쉬(110)를 이용하여 청소하는 로봇 핸드(100)와 선체 벽면을 주행하는 이동 대차(200)를 포함할 수 있다.

이동 대차(200)는 프레임(201) 양측에 설치된 한 쌍의 자석 바퀴(210)와, 서스펜션(220), 커플링(230), 사각자석블록(240), 우레탄 바퀴(250)와, 한 쌍의 자석 바퀴(210)를 각각 구동시키기 위한 바퀴 모터(260)(261)와, 체인기어(270)를 포함할 수 있다.

이동 대차(200)의 상세한 구성은 한국 출원번호(10-2008-89815, 본 발명의 공동 출원인 중 한 명이 출원한 발명)에 설명되어 있으므로 중복되는 부분은 간략하게 기술한다.

프레임(210)은 외관상 대략 육각형으로 만들어져 로봇 핸드(100)와 자석 바퀴(210)에 모터 동력을 제공하는 장치 등을 장착시킬 수 있다.

프레임(210)의 하부 양측에 한 쌍의 자석 바퀴(210)가 설치되고 프레임(210)의 하부 앞뒤에 우레탄 바퀴(250)가 설치된다.

자석 바퀴(210)는 비철금속의 원판에 원통형 자석들이 매입되어 있고 원통형 자석 양측에 철금속의 원판이 밀착되어 결합되며 이들의 최외각 양측에 비철금속의 원판이 결합된 구조를 가진다. 최외각 원판의 외주면은 우레탄으로 코팅하여 선체 벽면과의 부착시 접지력을 증가시켜 슬립이 일어나는 것을 방지하는 역할을 한다.

우레탄 바퀴(250)는 외주면에 우레탄으로 코팅되어 있고, 이동 대차(200)가 전후 방향으로 나아가거나 회전 시 조향성을 좋게 하기 위해 마련된다.

프레임(201) 상부에 마련된 바퀴모터(260)(261)는 한 쌍의 자석 바퀴(210)를 개별적으로 구동시킬 수 있으며, 이동 대차(200)의 회전 시 양측의 자석 바퀴(210)에 선택적으로 동력을 전달하게 된다.

바퀴모터(260)(261)와 자석 바퀴(210) 사이에 연결된 체인 기어(270)를 통해 모터 동력을 전달한다. 커플링(230)은 체인 기어(270)를 통해 전달되는 모터 동력을 적정 속도로 감속시켜 자석 바퀴(210)를 구동시킨다.

선체 벽면에 부착한 상태로 주행하는 이동 대차(200)가 자석 바퀴(210)에만 의존할 경우 부착력 부족이 발생할 수 있으므로, 프레임(201) 하부에는 바닥면과 일정 거리 떨어져 설치되는 복수의 사각자석블록(240)이 마련되어 있다.

사각자석블록(240)은 내부에 수용된 직육면체의 사각자석을 알루미늄 블록으로 감싸고 윗면은 철 금속으로 막아서 자력을 배가시키는 구조로 제작된다. 또 사각자석블록(240)은 바닥면과 이격거리를 조절하여 부착력을 조절하기 위한 조절나사를 포함할 수 있다.

이와 같이 이동 대차(200)의 부착력은 사각자석블록(240)의 사각 자석과 선체 벽면 사이에 작용하는 자력과 자석바퀴(210)의 원통형 자석과 선체 벽면 사이에 작용하는 자력의 합에 의해 결정된다.

로봇 핸드(100)는 프레임(201)의 선두에 설치되고, 이동 대차(200)의 움직임에 따라 선체 벽면을 청소한다.

로봇 핸드(100)는 고속 회전하는 회전 브러쉬(110)와 회전 브러쉬(110)를 지지하는 브러쉬 지지부(120)를 포함할 수 있다.

회전 브러쉬(110)는 정회전 또는 역회전하는 브러쉬 모터(111)와, 브러쉬 모터(111)에 일체로 결합되어 정방향 또는 역방향으로 회전하는 브러쉬 홀더(112) 그리고 브러쉬 홀더(112)에 원형으로 배열되어 고정되고 강성 재질로 만들어진 복수의 브러쉬 살(112)을 포함할 수 있다. 브러쉬 살(113)은 약간 구부러져 끝단이 선체 벽면에 밀착하여 회전한다.

브러쉬 지지부(120)는 프레임(201)에 일측이 고정된 다관절 링크(211~125)와 링크모터(126)(127) 및 링크들을 서로 결합시키는 링크 결합구(128~132)를 포함할 수 있다.

다관절 링크는 고정 링크(121)와 위치 조정이 가능한 4개의 가동 링크(121~125)로 구성된다. 실시예서는 다관절 링크가 5관절 링크로 구현하였으나, 관절 개수는 필요에 따라 가감할 수 있다.

고정 링크(121)는 판형으로 만들어져 프레임(201) 일측에 고정된다.

링크모터(126)(127)가 고정 링크(121)에 설치되고 제어 명령에 따라 2개의 가동링크(122)(123)의 위치를 조정한다. 2개의 가동링크(122)(123)는 각각 링크 결합구(128)(129)에 의해 고정 링크(121)에 설치되며, 링크 모터(126)(127)에 의해 선회된다.

링크 결합구(130)는 링크 모터(126)로 구동시키는 가동링크(122)와 끝단의 가동링크(124)를 결합시키고, 링크 결합구(131)는 링크 모터(127)로 구동시키는 가동링크(123)와 끝단의 가동링크(125)를 결합시키며, 링크 결합구(132)는 브러쉬 모터(111)를 지지함과 동시에 끝단의 가동링크(124)(125)를 결합시킨다.

두 가동링크(122)(123)의 위치는 링크 모터(126)(127)의 구동에 의해 변경할 수 있다. 즉, 두 가동링크(122)(123)가 선회되어 두 가동링크 사이가 크게 벌어지면 회전 브러쉬(110)가 고정 링크(121)로 접근하고, 두 가동링크 사이가 작게 벌어지면 회전 브러쉬(110)가 고정 링크(121)에서 멀어진다. 또한 두 가동링크(122)(123) 중 하나의 가동링크를 한쪽으로 치우치게 위치 고정시키고 다른 가동 링크의 위치를 바꾸면 회전 브러쉬(110)를 잡고 있는 2개의 가동링크(124)(125)의 위치를 조정할 수 있다. 이에 따라 청소 작업하는 동안 회전 브러쉬(110)의 위치는 좌우 또는 전후 방향으로 바뀔 수 있다.

두 가동링크(122)(123)는 강성을 크게 하기 위해 병렬 구조로 만들어진다. 청소 작업 시 진동 등으로 인해 회전 브러쉬(110)의 지지 상태가 불안정할 수 있으므로 회전 브러쉬(110)와 바닥면의 밀착력이 저하되지 않고 안정적으로 청소하기 위함이다.

청소 로봇(10)을 제어하는 로봇 제어부(11)에 저장된 작업 프로그램을 이용하여 청소 로봇(10)이 독립적으로 선체 벽면을 청소할 수 있다. 그런데 청소 로봇(10)에 의해 이루어지는 청소 상태를 청소 로봇(10) 스스로 확인하면서 청소하지 않는다. 이런 점을 고려하여, 수중 카메라(140)를 고정 링크(121)에 설치하고, 수중 카메라(140)를 통해 촬영된 영상을 이용하여 선상에 위치한 작업자가 청소 로봇(10)을 원격 제어할 수 있다. 이러한 동작을 설명한다.

도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 선박 하저 청소 로봇의 원격제어장치는 청소 로봇(10)을 원격 제어하기 위하여 선박(1)의 선상에 위치한 윈치(20)와 원격 제어기(30) 그리고 청소 로봇(10)과 원격 제어기(30) 사이를 연결하는 연결 케이블(40)을 포함할 수 있다.

도 5에 도시한 바와 같이, 윈치(20)는 본체(22)에 회전 가능하게 마련된 회전 드럼(23)과 회전 드럼(23)을 정회전 또는 역회전시켜 연결 케이블(40)을 감거나 풀기 위한 드럼 모터(21)를 포함한다.

드럼 모터(21)는 원격 제어기(30)의 윈치 제어명령에 따라 구동되며, 일정 속도로 연결 케이블(40)을 잡아 당기거나 풀어줄 수 있도록 감속기 모터를 사용할 수 있다.

연결 케이블(40)에 연결된 청소 로봇(10)은 자석 바퀴(210)와 사각자석블럭(240)에 의해 제공되는 자력을 이용하여 수중에 잠긴 선체 벽면에 부착된다.

연결 케이블(40)은 청소 로봇(10)에 전력을 공급하는 전력 공급선과 원격 제어기(30)로부터의 제어명령을 전송하는 제어신호 전송선, 및 수중 카메라로 촬영한 영상을 전송하는 영상신호 전송선을 포함할 수 있다.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 선박 하저 청소 로봇의 원격 제어장치의 블록도이다.

청소 로봇(10)은 청소 작업에 대한 전반적인 동작을 제어하는 로봇 제어부(11)와, 바퀴모터(260)(261)를 구동하는 바퀴모터 구동부(12)와, 링크모터(260)(261)를 구동하는 링크모터 구동부(13)와, 브러쉬모터(111)를 구동하는 브러쉬모터 구동부(16)를 포함한다.

로봇 제어부(11)는 연결 케이블(40)로 연결된 원격 제어기(30)의 원격 제어부(31)와 통신한다.

원격 제어부(31)는 키보드, 마우스, 조이스틱 등의 조작부(32)를 통해 입력되는 작업자의 입력명령에 따라 청소 로봇(10)을 제어하기 위한 제어 명령을 로봇 제어부(11)에 전송한다.

로봇 제어부(11)는 원격 제어부(31)의 제어 명령에 따라 이동 대차(200)의 주행 동작을 제어하기 위해 바퀴모터 구동부(12)를 제어한다. 로봇 제어부(11)는 로봇 핸드(110)의 청소 동작을 제어하기 위해 링크모터 구동부(13)를 제어하거나 브러쉬 모터구동부(16)를 제어한다.

회전 브러쉬(110)를 이용하여 선체 벽면을 청소 시 가동링크(122~125)에 가해지는 반력이 발생한다. 이러한 반력을 감쇄시킬 목적으로 가동링크(122~125)에 포스 피드백(force feedback) 센서(15)를 설치한다.

회전 브러쉬(110)로 청소 작업 시 포스 피드백 센서(15)가 가동 링크(122~125)에 가해지는 반력을 측정하고 그 측정값을 로봇 제어부(11)에 제공한다.

로봇 제어부(11)는 가동링크(122~125)에 설치된 포스 피드백 센서(15)로부터 제공된 측정값에 따라 반력을 감쇄하는 방향으로 가동 링크(122~125)에 대해 위치 조정한다.

수중 카메라(140)가 청소 상태를 촬영한 영상신호는 연결 케이블(40)을 통해 원격 제어기(30)로 전송되고, 원격 제어부(31)는 모니터(33)를 통해 영상 출력하여 작업자로 하여금 청소 상태를 확인할 수 있도록 한다. 이때 조작부(32)를 통해 녹화 설정된 경우 원격 제어부(31)는 촬영된 영상 신호를 녹화부(34)에 녹화하는 동작을 병행할 수 있다.

작업자가 모니터(33)에서 청소 상태를 확인하여 연결 케이블(40)의 길이 조정을 위한 입력 명령을 조작부(32)로 입력하고, 그 입력명령에 따라 원격 제어부(31)가 윈치 제어명령을 드럼 모터(21)에 인가한다. 그러면 드럼 모터(21)가 정회전 또는 역회전하여 회전 드럼(23)에 연결 케이블(40)을 감거나 풀어서 청소 로봇(10)에 연결된 연결 케이블(40)의 길이를 조정할 수 있다.

도 7a에 도시한 바와 같이, 청소 로봇(10)은 원격 제어기(20)의 제어에 따라 이동 대차(200)를 주행하면서 로봇 핸드(100)의 회전 브러쉬(110)를 전후 방향으로 위치 조정을 하여 청소 작업을 수행하거나 도 7b에 도시한 바와 같이 회전 브러쉬(110)를 좌우 방향으로 위치 조정하여 청소 작업을 수행할 수 있다. 이렇게 회전 브러쉬(110)의 위치 조정으로 작업 영역을 바꿀 수 있으므로 넓은 청소범위를 신속하게 청소할 수 있고, 이동 대차의 주행 거리를 단축할 수 있다.

1 : 선박 10 : 청소 로봇
11 : 로봇 제어부 12 : 바퀴모터 구동부
13 : 링크모터 구동부 16 : 브러쉬 모터 구동부
20 : 윈치 21 : 드럼 모터
22 : 본체 23 : 회전 드럼
30 : 원격 제어기 31 : 원격 제어부
32 : 조작부 33 : 모니터
34 : 녹화부 40 : 연결 케이블
100 : 로봇 핸드 110 : 브러쉬 가동부
111 : 브러쉬 모터 112 : 브러쉬 홀더
113 : 브러쉬 살 120 : 브러쉬 지지부
121 : 고정 링크 122~125 : 가동링크
126, 127 : 링크 모터 128~132 : 링크 결합구
140 : 수중 카메라 200 : 이동 대차
201 : 지지 프레임 210 : 자석 바퀴
220 : 서스펜션 230 : 커플링
240 : 사각자석블록 250 : 우레탄 바퀴
260, 261 : 바퀴 모터 270 : 체인기어

Claims (9)

1. 선체 벽면에 붙어 주행할 수 있도록 자석을 가진 자석 바퀴를 프레임 양측에 설치하고 모터 동력으로 자석 바퀴를 구동하는 이동 대차와;
   상기 이동 대차가 상기 선체 벽면을 주행 시 제어 명령에 따라 구동하는 청소 도구를 이용하여 상기 선체 벽면을 청소하기 위한 로봇 핸드;를 포함하되,
   상기 이동 대차는 상기 프레임에 일측이 고정되고 상기 선체 벽면에 타측이 일정한 이격거리를 두고 설치되는 사각자석을 수용하는 사각자석 블록을 포함하고,
   상기 선체 벽면에 상기 이동 대차의 부착력은 상기 사각자석블록의 사각 자석과 상기 선체 벽면 사이에 작용하는 자력과 상기 자석바퀴의 자석과 상기 선체 벽면 사이에 작용하는 자력의 합에 의해 결정되며,
   상기 로봇 핸드는 상기 선체 벽면의 점착물을 제거하기 위한 회전 브러쉬와 상기 회전 브러쉬를 지지하는 다관절 링크를 구비하는 브러쉬 지지부를 포함하고,
   상기 회전 브러쉬의 청소 범위를 변경하기 위해 상기 다관절 링크를 구동시키는 링크 모터를 제어하는 로봇 제어부를 포함하되,
   상기 회전 브러쉬는 복수개의 브러쉬 살이 고정된 브러쉬 홀더와 상기 브러쉬 홀더를 정방향 또는 역방향으로 회전시키는 브러쉬 모터를 포함하고,
   상기 로봇 제어부는 상기 다관절 링크의 가해지는 반력을 측정하기 위한 포스 피드백 센서의 측정값에 따라 상기 브러쉬 모터를 제어하는 선박 하저 청소 로봇.
   
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3. 제 1항에 있어서,
   상기 로봇 제어부는 상기 포스 피드백 센서의 측정값이 일정 값보다 크면 어느 한 쪽 방향으로 회전중인 상기 브러쉬 홀더를 정지시키거나 다른 쪽 방향으로 회전시키는 선박 하저 청소 로봇.
4. 제1항에 있어서,
   상기 브러쉬 지지부는 고정 링크와 상기 고정 링크에 결합된 복수의 가동 링크를 포함하고,
   상기 복수의 가동링크 중 적어도 어느 하나에 결합된 상기 회전 브러쉬의 위치를 변경하기 위해 상기 링크 모터가 상기 복수의 가동링크를 구동시키는 선박 하저 청소 로봇.
5. 제1항에 있어서,
   상기 청소 로봇은 상기 선박의 선상 또는 선박 외부에 설치된 원격 제어기의 제어 명령에 따라 주행 경로를 변경하여 상기 선체 벽면을 청소하는 선박 하저 청소 로봇.
6. 자력을 이용하여 선체 벽면을 주행하기 위한 이동 대차와 상기 이동 대차에 설치되어 상기 선체 벽면을 청소하기 위한 로봇 핸드, 및 상기 선체 벽면의 청소 상태를 촬영하는 수중 카메라를 구비한 청소 로봇의 원격제어장치에 있어서,
   상기 청소 로봇에 전력을 공급하는 전력 공급선과 제어 명령을 전송하기 위한 제어신호 전송선, 및 상기 수중 카메라로 촬영한 영상을 전송하는 영상신호 전송선을 포함하는 연결 케이블과;
   상기 연결 케이블을 감는 회전 드럼과 윈치 제어명령에 따라 상기 회전 드럼을 구동하는 드럼 모터를 구비한 윈치와;
   상기 선체 벽면의 청소 상태를 영상 출력하고, 사용자의 조작 명령에 따라 상기 이동 대차 및 상기 로봇 핸드의 동작을 제어하며, 상기 이동 대차의 움직임에 따라 상기 윈치에 감겨진 연결 케이블의 길이를 조절하기 위한 윈치 제어명령을 출력하는 원격 제어기;를 포함하는 선박 하저 청소 로봇의 원격제어장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 로봇 핸드는 회전 브러쉬와 상기 회전 브러쉬를 지지하는 다관절 링크를 구비한 브러쉬 지지부를 포함하고,
   상기 청소 로봇은 상기 원격 제어기의 제어에 따라 상기 브러쉬 지지부의 링크 모터를 제어하는 로봇 제어부를 포함하고,
   상기 링크 모터는 상기 다관절 링크를 구성하는 가동 링크의 위치를 변경하는 선박 하저 청소 로봇의 원격제어 장치.
8. 제6항에 있어서,
   상기 원격 제어기는 청소 상태를 촬영한 영상 신호를 녹화하는 녹화부를 포함하는 선박 하저 청소 로봇의 원격제어 장치.
9. 제 7항에 있어서,
   상기 로봇 제어부는 상기 가동 링크의 반력을 감쇄하는 방향으로 상기 가동 링크의 위치를 변경하는 선박 하저 청소 로봇의 원격제어 장치.

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